Серията Balmer е обозначението за спектралните линии на емисиите от водородния атом. Тези спектрални линии (които са фотони, излъчени в спектъра на видимата светлина) се произвеждат от енергията, необходима за отстраняване на електрон от атом, наречена йонизационна енергия. Тъй като водородният атом има само един електрон, йонизационната енергия, необходима за отстраняването на този електрон, се нарича първата йонизационна енергия (а за водорода няма втора йонизационна енергия). Тази енергия може да се изчисли на серия от кратки стъпки.
Определете началните и крайните енергийни състояния на атома и намерете разликата на техните обратни. За първото ниво на йонизация крайното енергийно състояние е безкрайност (тъй като електронът се отстранява от атома), така че обратното на това число е 0. Първоначалното енергийно състояние е 1 (единственото енергийно състояние, което водородният атом може да има) и обратното на 1 е 1. Разликата между 1 и 0 е 1.
Умножете константата на Ридберг (важно число в атомната теория), която има стойност 1.097 x 10 ^ (7) на метър (1 / m) на разликата на обратната на енергийните нива, която в този случай е 1. Това дава оригиналната константа на Ридберг.
Изчислете обратната на резултат A (тоест разделете числото 1 на резултат A). Това дава 9.11 x 10 ^ (- 8) m. Това е дължината на вълната на спектралната емисия.
Умножете постоянните планки по скоростта на светлината и разделете резултата по дължината на вълната на излъчването. Умножаването на постоянната Планка, която има стойност 6.626 x 10 ^ (- 34) секунди на джаул (J s) със скоростта на светлината, която има стойност 3.00 x 10 ^ 8 метра в секунда (m / s), дава 1.988 x 10 ^ (- 25) Джоулови метри (J m) и деленето на това на дължината на вълната (която има стойност 9.11 x 10 ^ (- 8) m) дава 2.182 x 10 ^ (- 18) J. Това е първото йонизационна енергия на водородния атом.
Умножете йонизационната енергия по числото на Авогадрос, което дава броя на частиците в мол вещество. Умножаването на 2.182 x 10 ^ (- 18) J на 6.022 x 10 ^ (23) дава 1.312 x 10 ^ 6 джоула на мол (J / mol), или 1312 kJ / mol, така се пише в химията.