La série Balmer est la désignation des raies spectrales d'émissions de l'atome d'hydrogène. Ces raies spectrales (qui sont des photons émis dans le spectre de la lumière visible) sont produites à partir de l'énergie requise pour retirer un électron d'un atome, appelée énergie d'ionisation. Étant donné que l'atome d'hydrogène n'a qu'un seul électron, l'énergie d'ionisation requise pour retirer cet électron est appelée la première énergie d'ionisation (et pour l'hydrogène, il n'y a pas de deuxième énergie d'ionisation). Cette énergie peut être calculée en une série d'étapes courtes.

Déterminez les états énergétiques initial et final de l'atome et trouvez la différence de leurs inverses. Pour le premier niveau d'ionisation, l'état d'énergie final est l'infini (puisque l'électron est retiré de l'atome), donc l'inverse de ce nombre est 0. L'état d'énergie initial est 1 (le seul état d'énergie que l'atome d'hydrogène peut avoir) et l'inverse de 1 est 1. La différence entre 1 et 0 est 1.


Multipliez la constante de Rydberg (un nombre important dans la théorie atomique), qui a une valeur de 1,097 x 10 ^ (7) par mètre ( 1 /m) par la différence de l'inverse des niveaux d'énergie, qui dans ce cas est 1. Cela donne la constante de Rydberg d'origine.


Calculez l'inverse du résultat A (c'est-à-dire, divisez le nombre 1 par résultat A). Il s'agit de la longueur d'onde de l'émission spectrale.


Multipliez la constante de Planck par la vitesse de la lumière et divisez le résultat par la longueur d'onde de l'émission. La multiplication de la constante de Planck, qui a une valeur de 6,626 x 10 ^ (- 34) secondes Joule (J s) par la vitesse de la lumière, qui a une valeur de 3,00 x 10 ^ 8 mètres par seconde (m /s) donne 1,988 x 10 ^ (- 25) mètres Joule (J m), et en divisant cela par la longueur d'onde (qui a une valeur de 9,11 x 10 ^ (- 8) m) donne 2,182 x 10 ^ (- 18) J.C'est le premier énergie d'ionisation de l'atome d'hydrogène.


Multipliez l'énergie d'ionisation par le nombre d'Avogadro, qui donne le nombre de particules dans une mole de substance. La multiplication de 2,182 x 10 ^ (- 18) J par 6,022 x 10 ^ (23) donne 1,312 x 10 ^ 6 joules par mole (J /mol), ou 1312 kJ /mol, ce qui est la façon dont il est généralement écrit en chimie.