Balmer-serien är beteckningen för spektralledningarna för utsläpp från väteatomen. Dessa spektrallinjer (som är fotoner som släpps ut i det synliga ljusspektrumet) produceras från den energi som krävs för att ta bort en elektron från en atom, kallad joniseringsenergi. Eftersom väteatomen endast har en elektron kallas den joniseringsenergi som krävs för att ta bort denna elektron den första joniseringsenergin (och för väte finns det ingen andra joniseringsenergi). Denna energi kan beräknas i en serie korta steg.
Bestäm atomens initiala och slutliga energitillstånd och hitta skillnaden mellan inverserna. För den första joniseringsnivån är det slutliga energitillståndet oändlighet (eftersom elektronen avlägsnas från atomen), så det inversa av detta nummer är 0. Det initiala energitillståndet är 1 (det enda energitillståndet väteatomen kan ha) och det omvända av 1 är 1. Skillnaden mellan 1 och 0 är 1.
Multiplicera Rydberg-konstanten (ett viktigt tal i atomteorin), som har ett värde på 1,097 x 10 ^ (7) per meter ( 1 /m) med skillnaden mellan det inversa av energinivåerna, som i detta fall är 1. Detta ger den ursprungliga Rydberg-konstanten.
Beräkna det omvända resultatet A (det vill säga, dela siffran 1 med resultat A). Detta ger 9,11 x 10 ^ (- 8) m. Det här är våglängden för den spektrala emissionen.
Multiplicera Plancks konstant med ljusets hastighet och dela resultatet med emissionens våglängd. Att multiplicera Plancks konstant, som har ett värde av 6,626 x 10 ^ (- 34) Joule sekunder (Js) med ljusets hastighet, som har ett värde av 3,00 x 10 ^ 8 meter per sekund (m /s) ger 1,988 x 10 ^ (- 25) Joule meter (J m), och dela detta med våglängden (som har ett värde av 9,11 x 10 ^ (- 8) m) ger 2.182 x 10 ^ (- 18) J. Detta är den första joniseringsenergi för väteatomen.
Multiplicera joniseringsenergin med Avogadros antal, vilket ger antalet partiklar i en mol ämne. Att multiplicera 2.182 x 10 ^ (- 18) J med 6.022 x 10 ^ (23) ger 1.312 x 10 ^ 6 Joule per mol (J /mol) eller 1312 kJ /mol, vilket är hur det vanligtvis skrivs i kemi.
