Séria Balmer je označenie pre spektrálne čiary emisií z atómu vodíka. Tieto spektrálne čiary (ktoré sú fotónmi emitovanými v spektre viditeľného svetla) sa vytvárajú z energie potrebnej na odstránenie elektrónu z atómu, ktorá sa nazýva ionizačná energia. Pretože atóm vodíka má iba jeden elektrón, ionizačná energia potrebná na odstránenie tohto elektrónu sa nazýva prvá ionizačná energia (a pre vodík neexistuje druhá ionizačná energia). Túto energiu je možné vypočítať v sérii krátkych krokov.
Určte počiatočný a konečný energetický stav atómu a nájdite rozdiel ich inverzií. Pre prvú ionizačnú hladinu je konečný energetický stav nekonečno (pretože elektrón je odstránený z atómu), takže inverzná hodnota tohto čísla je 0. Počiatočný energetický stav je 1 (jediný energetický stav, ktorý môže mať atóm vodíka) a inverzná hodnota 1 je 1. Rozdiel medzi 1 a 0 je 1.
Vynásobte Rydbergovu konštantu (dôležité číslo v atómovej teórii), ktorá má hodnotu 1,097 x 10 ^ (7) na meter (1 / m) rozdielom inverznej úrovne energie, ktorá je v tomto prípade 1. To dáva pôvodnému Rydbergovi konštantu.
Vypočítajte inverznú hodnotu výsledku A (to znamená, že číslo 1 vydelte výsledkom A). Takto sa získa 9,11 x 10 ^ (- 8) m. Toto je vlnová dĺžka spektrálnej emisie.
Vynásobte Planckovu konštantu rýchlosťou svetla a výsledok vydelte vlnovou dĺžkou emisie. Vynásobením Planckovej konštanty, ktorá má hodnotu 6,626 x 10 ^ (- 34) Joule sekúnd (J s) rýchlosťou svetla, ktorá má hodnotu 3,00 x 10 ^ 8 metrov za sekunda (m / s) dáva 1,988 x 10 ^ (- 25) Joule metrov (J m) a delením tejto vlnovou dĺžkou (ktorá má hodnotu 9,11 x 10 ^ (- 8) m) dá 2,182 x 10 ^ ( -18) J. Toto je prvá ionizačná energia atómu vodíka.
Vynásobte ionizačnú energiu číslom Avogadra, ktoré udáva počet častíc v móle látky. Vynásobením 2,182 x 10 ^ (- 18) J 6,022 x 10 ^ (23) sa získa 1,312 x 10 ^ 6 joulov na mol (J / mol) alebo 1312 kJ / mol, čo je chemická forma, ktorá sa bežne píše.
