Balmer serisi, hidrojen atomundan yayılan spektral emisyon hatlarının tanımıdır. Bu spektral çizgiler (görünür ışık spektrumunda yayılan fotonlar) iyonizasyon enerjisi olarak adlandırılan bir atomdan bir elektronun çıkarılması için gerekli enerjiden üretilir. Hidrojen atomunun sadece bir elektrona sahip olması nedeniyle, bu elektronu çıkarmak için gereken iyonlaşma enerjisine birinci iyonlaşma enerjisi denir (ve hidrojen için ikinci iyonlaşma enerjisi yoktur). Bu enerji bir dizi kısa adımda hesaplanabilir.
Atomun ilk ve son enerji hallerini belirleyin ve terslerinin farkını bulun. İlk iyonlaşma seviyesi için nihai enerji durumu sonsuzdur (elektron atomdan çıkarıldığından), bu sayının tersi 0'dır. İlk enerji durumu 1'dir (hidrojen atomunun sahip olabileceği tek enerji durumu) ve 1'in tersi 1'dir. 1 ile 0 arasındaki fark 1'dir.
Bu durumda 1 olan enerji seviyelerinin ters farkı ile metre başına 1.097 x 10 ^ (7) değerindeki Rydberg sabiti (atom teorisinde önemli bir sayı) ile çarpın. Bu orijinal Rydberg sabitini verir.
A sonucunun tersini hesaplayın (yani, 1 sayısını A sonucuna bölün). Bu, 9.11 x 10 ^ (- 8) m değerini verir. Bu, spektral emisyonun dalga boyu.
Plancks ile ışık hızını sabitleyin ve sonucu emisyonun dalga boyuna bölün. 6.626 x 10 ^ değerinde Çarpma Plankları sabiti sabit (- 34) Saniyede 3.00 x 10 ^ 8 metre (m / s) değerinde ışık hızıyla Joule saniye (J s). 10 ^ (- 25) Joule metre (Jm) ve bunu dalga boyuna bölmek (9.11 x 10 ^ (- 8) m değerine sahip), 2.182 x 10 ^ (- 18) J değerini verir. Bu, ilk hidrojen atomunun iyonlaşma enerjisi.
İyonlaşma enerjisini, bir mol madde içindeki parçacıkların sayısını veren Avogadros sayısı ile çarpın. 2.182 x 10 ^ (- 18) J'nin 6.022 x 10 ^ (23) ile çarpılması, mol başına 1.312 x 10 ^ 6 Jul (J / mol) veya 1312 kJ / mol olur, bu, kimyada yaygın şekilde yazılır.