Sådan beregnes den første ioniseringsenergi af hydrogenatomet relateret til Balmer Series

Balmer serien er betegnelsen for de spektrale emissioner fra brintatom. Disse spektrale linier (som er fotoner udsendt i det synlige lysspektrum) er produceret fra den energi, der kræves for at fjerne et elektron fra et atom, kaldet ioniseringsenergi. Da hydrogenatom kun har et elektron, kaldes den ioniseringsenergi, der kræves for at fjerne dette elektron, den første ioniseringsenergi (og for brint er der ingen anden ioniseringsenergi). Denne energi kan beregnes i en række korte trin.

Bestem atomets oprindelige og sidste energitilstand og find forskellen på deres invers. For det første ioniseringsniveau er den endelige energitilstand uendelig (da elektronet fjernes fra atomet), så det inverse af dette tal er 0. Den oprindelige energitilstand er 1 (den eneste energitilstand, som brintatom kan have) og det inverse af 1 er 1. Forskellen mellem 1 og 0 er 1.


Multiplicer Rydberg-konstanten (et vigtigt tal i atomteorien), som har en værdi på 1.097 x 10 ^ (7) pr. meter ( 1 /m) med forskellen mellem det inverse af energiniveauet, som i dette tilfælde er 1. Dette giver den oprindelige Rydberg-konstant.


Beregn det inverse af resultat A (det vil sige dele tallet 1 med resultat A). Dette giver 9,11 x 10 ^ (- 8) m. Dette er bølgelængden for den spektrale emission.


Multiplicer Plancks konstante med lysets hastighed, og del resultatet med bølgelængden af emissionen. At multiplicere Plancks konstant, der har en værdi på 6,626 x 10 ^ (- 34) Joule sekunder (Js) med lysets hastighed, som har en værdi på 3,00 x 10 ^ 8 meter per sekund (m /s) giver 1,988 x 10 ^ (- 25) Joule meter (J m), og dividere dette med bølgelængden (som har en værdi på 9,11 x 10 ^ (- 8) m) giver 2,182 x 10 ^ (- 18) J. Dette er den første ioniseringsenergi i brintatomet.


Multiplicer ioniseringsenergien med Avogadros antal, der giver antallet af partikler i en mol stof. At multiplicere 2.182 x 10 ^ (- 18) J med 6.022 x 10 ^ (23) giver 1.312 x 10 ^ 6 Joules pr. Mol (J /mol) eller 1312 kJ /mol, hvilket er, hvordan det almindeligt skrives i kemi.