Серія Бальмера - це позначення спектральних ліній викидів від атома водню. Ці спектральні лінії (це фотони, що випромінюються у спектрі видимого світла) виробляються з енергії, необхідної для видалення електрона з атома, що називається енергією іонізації. Оскільки атом водню має лише один електрон, енергія іонізації, необхідна для видалення цього електрона, називається першою енергією іонізації (а для водню другої енергії іонізації немає). Цю енергію можна обчислити низкою коротких кроків.
Визначте початковий та кінцевий енергетичні стани атома та знайдіть різницю їх обернених значень. Для першого рівня іонізації кінцевим енергетичним станом є нескінченність (оскільки електрон вилучений з атома), тому обернене до цього числа дорівнює 0. Початковий енергетичний стан дорівнює 1 (єдиний енергетичний стан, який може мати атом Гідрогену), а обернений до 1 дорівнює 1. Різниця між 1 і 0 дорівнює 1.
Помножте постійну Ридберга (важливе число в атомній теорії), яка має значення 1,097 х 10 ^ (7) на метр (1 / м) через різницю, обернену до рівня енергії, яка в даному випадку дорівнює 1. Це дає вихідну константу Ридберга.
Обчисліть обернений результат A (тобто розділіть число 1 на результат A). Це дає 9,11 х 10 ^ (- 8) м. Це довжина хвилі спектрального випромінювання.
Помножте постійну Планка на швидкість світла і поділіть результат на довжину хвилі випромінювання. Помножуючи константу Планка, яка має значення 6,626 х 10 ^ (- 34) джоулів секунд (Дж с) на швидкість світла, яка має значення 3,00 х 10 ^ 8 метрів на секунда (м / с) дає 1,988 х 10 ^ (- 25) джоулів (Дж м), а ділення цього на довжину хвилі (яка має значення 9,11 х 10 ^ (- 8) м) дає 2,182 х 10 ^ ( -18) Дж. Це перша енергія іонізації атома водню.
Помножте енергію іонізації на число Авогадро, яке дає кількість частинок в молі речовини. Помноживши 2,182 х 10 ^ (- 18) Дж на 6,022 х 10 ^ (23), вийде 1,312 х 10 ^ 6 джоулів на моль (Дж / моль) або 1312 кДж / моль, саме так це зазвичай пишуть у хімії.