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 nécessaire à l'élimination d'un électron d'un atome, appelée énergie d'ionisation. Comme l'atome d'hydrogène n'a qu'un électron, l'énergie d'ionisation nécessaire pour éliminer cet électron est appelée la première énergie d'ionisation (et pour l'hydrogène, il n'y a pas d'énergie de seconde ionisation). Cette énergie peut être calculée en une série de courtes étapes.
Déterminez les états d'énergie 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), l'inverse de ce nombre est donc 0. L'état d'énergie initial est 1 (le seul état d'énergie que l'atome d'hydrogène puisse avoir) et l'inverse de 1 est 1. La différence entre 1 et 0 est 1.
Multipliez la constante de Rydberg (un nombre important en théorie atomique), qui vaut 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 originale de Rydberg.
Calcule l'inverse du résultat A (c'est-à-dire, divise le nombre 1 par le résultat A). Cela donne 9,11 x 10 ^ (- 8) m. C'est la longueur d'onde de l'émission spectrale.
Multipliez la constante de Plancks par la vitesse de la lumière et divisez le résultat par la longueur d'onde de l'émission. Multipliant la constante de Plancks, 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 joules (J m), et en le divisant 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 la première énergie d'ionisation de l'atome d'hydrogène.
Multipliez l'énergie d'ionisation par le nombre d'Avogadros, ce qui donne le nombre de particules dans une mole de substance. En multipliant 2,182 x 10 ^ (- 18) J par 6,022 x 10 ^ (23), on obtient 1,312 x 10 ^ 6 Joules par mole (J / mol), soit 1312 kJ / mol, ce qui est couramment utilisé en chimie.