Balmer-serien er betegnelsen for spektralutslippslinjene fra hydrogenatomet. Disse spektrallinjene (som er fotoner som sendes ut i det synlige lysspekteret) er produsert fra energien som kreves for å fjerne et elektron fra et atom, kalt ioniseringsenergi. Siden hydrogenatom bare har ett elektron, kalles ioniseringsenergien som kreves for å fjerne dette elektronet, den første ioniseringsenergien (og for hydrogen er det ingen andre ioniseringsenergi). Denne energien kan beregnes i en serie med korte trinn.
Bestem de innledende og endelige energitilstandene til atomet og finn forskjellen på inversene deres. For det første ioniseringsnivået er den endelige energitilstanden uendelig (siden elektronet fjernes fra atomet), så inverse av dette tallet er 0. Den opprinnelige energitilstanden er 1 (den eneste energitilstanden hydrogenatom kan ha) og det inverse av 1 er 1. Forskjellen mellom 1 og 0 er 1.
Multipliser Rydberg-konstanten (et viktig tall i atomteorien), som har en verdi på 1.097 x 10 ^ (7) per meter (1 / m) med forskjellen i inversen av energinivået, som i dette tilfellet er 1. Dette gir den originale Rydberg konstant.
Beregn inverse av resultat A (det vil si dele tallet 1 etter resultat A). Dette gir 9,11 x 10 ^ (- 8) m. Dette er bølgelengden til spektrale utslipp.
Multipliser Plancks konstant med lysets hastighet, og del resultatet med bølgelengden til utslippet. Å multiplisere Plancks konstant, som har en verdi på 6,626 x 10 ^ (- 34) Joule sekunder (J s) med lysets hastighet, som har en verdi på 3,00 x 10 ^ 8 meter per sekund (m / s) gir 1,988 x 10 ^ (- 25) Joule meter (J m), og dele dette med bølgelengden (som har en verdi på 9,11 x 10 ^ (- 8) m) gir 2.182 x 10 ^ (- 18) J. Dette er den første ioniseringsenergi fra hydrogenatom.
Multipliser ioniseringsenergien med Avogadros-tallet, som gir antall partikler i en mol substans. Å multiplisere 2.182 x 10 ^ (- 18) J med 6.022 x 10 ^ (23) gir 1.312 x 10 ^ 6 Joules per mol (J / mol), eller 1312 kJ / mol, som er slik det ofte skrives i kjemi.