La serie di Balmer è l'indicazione per le linee spettrali delle emissioni dall'atomo di idrogeno. Queste linee spettrali (che sono fotoni emessi nello spettro di luce visibile) sono prodotte dall'energia necessaria per rimuovere un elettrone da un atomo, chiamato energia di ionizzazione. Poiché l'atomo di idrogeno ha un elettrone, l'energia di ionizzazione necessaria per rimuovere questo elettrone viene chiamato la prima energia di ionizzazione (e per l'idrogeno, non c'è nessuna seconda energia di ionizzazione). Questa energia può essere calcolata in una serie di passi di distanza.
Istruzioni
• Determinare gli stati iniziale e finale di energia dell'atomo e Scopri la differenza delle loro inverse. Per il primo livello di ionizzazione, lo stato di energia finale è infinito (poiché l'elettrone viene rimosso dall'atomo), quindi l'inverso di questo numero è 0. Lo stato di energia iniziale è 1 (lo stato solo l'energia dell'atomo di idrogeno può avere) e l'inverso di 1 è 1. La differenza tra 1 e 0 è 1.
• Moltiplicare la costante di Rydberg (un numero importante in teoria atomica), che ha un valore di 1,097 x 10^(7) per metro (1/m) dalla differenza dell'inverso dei livelli di energia, che in questo caso è 1. Questo dà la costante di Rydberg originale.
• Calcolare l'inverso del risultato A (cioè, dividere il numero 1 dal risultato A). Questo dà 9,11 x 10^(-8) m. Questa è la lunghezza d'onda dell'emissione spettrale.
• Moltiplicare la costante di Planck per la velocità della luce e dividere il risultato per la lunghezza d'onda dell'emissione. Moltiplicare la costante di Planck, che ha un valore pari a 6,626 x secondi di 10^(-34) Joule (J s) per la velocità della luce, che ha un valore di 3.00 x 10 ^ 8 metri al secondo (m/s) dà 1.988 x metri di 10^(-25) Joule (J m), e questo dividendo per la lunghezza d'onda (che ha un valore pari a 9,11 x 10^(-8) m) dà 2.182 x 10^(-18) J. Questa è la prima energia di ionizzazione dell'atomo di idrogeno.
• Moltiplicare l'energia di ionizzazione per numero di Avogadro, che dà il numero di particelle in una mole di sostanza. Moltiplicando 2.182 x 10^(-18) J 10^(23) 6.022 x dà 1.312 x 10 ^ 6 Joule per mol (J/mol), o 1312 kJ/mol, che è come è comunemente scritto in chimica.