Balmerjeva serija je oznaka za spektralne črte emisij iz vodikovega atoma. Te spektralne črte (to so fotoni, ki se oddajajo v spektru vidne svetlobe) nastajajo iz energije, ki je potrebna za odstranitev elektrona iz atoma, ki se imenuje ionizacijska energija. Ker ima atom vodika samo en elektron, jonizacijsko energijo, potrebno za odstranitev tega elektrona, imenujemo prva ionizacijska energija (za vodik pa druge ionizacijske energije ni). To energijo lahko izračunamo v vrsti kratkih korakov.
Določite začetno in končno energijsko stanje atoma in poiščite razliko med njihovimi inverzami. Za prvo stopnjo ionizacije je končno energijsko stanje neskončnost (ker je elektron odstranjen iz atoma), zato je inverzna vrednost tega števila 0. Začetno energijsko stanje je 1 (edino energijsko stanje, ki ga ima atom vodika), inverzno 1 pa je 1. Razlika med 1 in 0 je 1.
Pomnožite Rydbergovo konstanto (pomembno število v atomski teoriji), ki ima vrednost 1,097 x 10 ^ (7) na meter (1 / m) z razliko inverzne ravni energije, ki je v tem primeru 1. To daje prvotno Rydbergovo konstanto.
Izračunajte inverzno rezultat A (to pomeni, da število 1 delite z rezultatom A). Tako dobimo 9,11 x 10 ^ (- 8) m. To je valovna dolžina spektralne emisije.
Pomnožite Planckovo konstanto s svetlobno hitrostjo in rezultat delite z valovno dolžino oddajanja. Množenje Planckove konstante, ki ima vrednost 6,626 x 10 ^ (- 34) džulovskih sekund (J s) s svetlobno hitrostjo, ki ima vrednost 3,00 x 10 ^ 8 metrov na sekunda (m / s) daje 1.988 x 10 ^ (- 25) Joulov metrov (J m), in če to delimo z valovno dolžino (ki ima vrednost 9.11 x 10 ^ (- 8) m), dobimo 2.182 x 10 ^ ( -18) J. To je prva ionizacijska energija vodikovega atoma.
Energijo ionizacije pomnožimo z Avogadrovim številom, ki daje število delcev v molu snovi. Če pomnožimo 2,182 x 10 ^ (- 18) J s 6,022 x 10 ^ (23), dobimo 1,312 x 10 ^ 6 džulov na mol (J / mol) ali 1312 kJ / mol, kar je običajno zapisano v kemiji.