Η σειρά Balmer είναι ο προσδιορισμός των φασματικών γραμμών των εκπομπών από το άτομο υδρογόνου. Αυτές οι φασματικές γραμμές (οι οποίες είναι φωτόνια που εκπέμπονται στο φάσμα ορατού φωτός) παράγονται από την ενέργεια που απαιτείται για την απομάκρυνση ενός ηλεκτρονίου από ένα άτομο, που ονομάζεται ενέργεια ιοντισμού. Δεδομένου ότι το άτομο υδρογόνου έχει μόνο ένα ηλεκτρόνιο, η ενέργεια ιοντισμού που απαιτείται για την απομάκρυνση αυτού του ηλεκτρονίου ονομάζεται πρώτη ενέργεια ιοντισμού (και για το υδρογόνο, δεν υπάρχει δεύτερη ενέργεια ιονισμού). Αυτή η ενέργεια μπορεί να υπολογιστεί σε μια σειρά από σύντομα βήματα.
Καθορίστε τις αρχικές και τελικές καταστάσεις ενέργειας του ατόμου και βρείτε τη διαφορά των αντιστρόφων τους. Για το πρώτο επίπεδο ιονισμού, η τελική ενεργειακή κατάσταση είναι άπειρο (αφού το ηλεκτρόνιο απομακρύνεται από το άτομο), έτσι το αντίστροφο αυτού του αριθμού είναι 0. Η αρχική ενεργειακή κατάσταση είναι 1 (η μόνη ενεργειακή κατάσταση που μπορεί να έχει το άτομο υδρογόνου) το αντίστροφο του 1 είναι 1. Η διαφορά μεταξύ 1 και 0 είναι 1.
Πολλαπλασιάστε τη σταθερά Rydberg (ένας σημαντικός αριθμός στην ατομική θεωρία), η οποία έχει τιμή 1.097 x 10 ^ (7) ανά μέτρο (1 / m) από τη διαφορά του αντίστροφου των ενεργειακών επιπέδων, που στην περίπτωση αυτή είναι 1. Αυτό δίνει την αρχική σταθερά Rydberg.
Υπολογίστε το αντίστροφο του αποτελέσματος Α (δηλαδή διαιρέστε τον αριθμό 1 με το αποτέλεσμα Α). Αυτό δίνει 9,11 χ 10 ^ (- 8) m. Αυτό είναι το μήκος κύματος της φασματικής εκπομπής.
Πολλαπλασιάστε τα Plancks σταθερά από την ταχύτητα του φωτός και διαιρέστε το αποτέλεσμα με το μήκος κύματος της εκπομπής. Ο πολλαπλασιασμός των Plancks είναι σταθερός, ο οποίος έχει τιμή 6.626 x 10 ^ (- 34) Joule δευτερόλεπτα (J s) από την ταχύτητα του φωτός, η οποία έχει τιμή 3.00 x 10 ^ 8 μέτρα ανά δευτερόλεπτο (m / s) δίνει 1.988 x 10) (- 25) Joule meters (J m), και διαιρώντας το με το μήκος κύματος (το οποίο έχει τιμή 9.11 x 10 ^ (- 8) m) δίνει 2.182 x 10 ^ (- 18) J. Αυτή είναι η πρώτη ιονισμού του ατόμου υδρογόνου.
Πολλαπλασιάστε την ενέργεια ιονισμού από τον αριθμό Avogadros, ο οποίος δίνει τον αριθμό των σωματιδίων σε ένα γραμμάριο ουσίας. Ο πολλαπλασιασμός των 2,182 x 10 ^ (-18) J με 6,022 χ 10 ^ (23) δίνει 1,312 χ 10 ^ Joules ανά mol (J / mol) ή 1312 kJ / mol, πράγμα που συνηθίζεται να γράφεται στη χημεία.