Balmer-sarja on nimitys vetyatomin päästöjen spektriviivoille. Nämä spektririvit (jotka ovat näkyvän valon spektrissä emittoituja fotoneja) tuotetaan energiasta, joka tarvitaan elektronin poistamiseksi atomista, nimeltään ionisaatioenergia. Koska vetyatomissa on vain yksi elektroni, tämän elektronin poistamiseen tarvittavaa ionisaatioenergiaa kutsutaan ensimmäiseksi ionisaatioenergiaksi (ja vedylle ei ole toista ionisaatioenergiaa). Tämä energia voidaan laskea sarjassa lyhyitä vaiheita.
Määritä atomin alku- ja lopullinen energiatila ja löydä niiden käänteiden ero. Ensimmäisen ionisaatiotason lopullinen energiatila on ääretön (koska elektroni on poistettu atomista), joten tämän luvun käänteinen arvo on 0. Alkuenergian tila on 1 (ainoa energiatila, jolla vetyatomilla voi olla) ja 1: n käänteinen on 1. Ero välillä 1 ja 0 on 1.
Kerro Rydbergin vakio (tärkeä luku atomiteoriassa), jonka arvo on 1,097 x 10 ^ (7) metriä kohti (1 / m) energiatasojen käänteisten erolla, joka tässä tapauksessa on 1. Tämä antaa alkuperäisen Rydbergin vakion.
Laske tuloksen A käänteinen (eli jaa luku 1 tuloksella A). Tämä antaa 9,11 x 10 ^ (- 8) m. Tämä on spektrin säteilyn aallonpituus.
Kerro Plancks vakiona valon nopeudella ja jaa tulos päästöjen aallonpituudella. Kertomalla Plancks-vakio, jonka arvo on 6,626 x 10 ^ (- 34) Joule-sekuntia (J s) valon nopeudella, jonka arvo on 3,00 x 10 ^ 8 metriä sekunnissa (m / s), saadaan 1,888 x 10 ^ (- 25) džoulimittaria (J m) ja jakamalla tämä aallonpituudella (jonka arvo on 9,11 x 10 ^ (- 8) m) saadaan 2,182 x 10 ^ (- 18) J. Tämä on ensimmäinen vetyatomin ionisaatioenergia.
Kerro ionisaatioenergia Avogadros-luvulla, joka antaa hiukkasten lukumäärän ainemoolissa. Kertomalla 2,182 x 10 ^ (- 18) J luvulla 6,022 x 10 ^ (23) saadaan 1,312 x 10 ^ 6 joulea moolia kohti (J / mol) tai 1312 kJ / mol, millä se yleensä kirjoitetaan kemiassa.