Balmer 계열은 수소 원자의 스펙트럼 방출 선을 나타냅니다. 이러한 스펙트럼 라인 (가시광 스펙트럼에서 방출 된 광자)은 이온화 에너지 라 불리는 원자에서 전자를 제거하는 데 필요한 에너지로부터 생성됩니다. 수소 원자는 하나의 전자만을 갖기 때문에,이 전자를 제거하는데 필요한 이온화 에너지를 제 1 이온화 에너지 (및 수소의 경우, 제 2 이온화 에너지가 없다)라고한다. 이 에너지는 일련의 짧은 단계로 계산할 수 있습니다.
원자의 초기 및 최종 에너지 상태를 결정하고 그 역의 차이를 찾으십시오. 첫 번째 이온화 수준의 경우, 최종 에너지 상태는 무한대 (전자가 원자에서 제거되기 때문에)이므로이 수의 역수는 0입니다. 초기 에너지 상태는 1 (수소 원자가 가질 수있는 유일한 에너지 상태)입니다. 1의 역수는 1입니다. 1과 0의 차이는 1입니다.
미터당 1.097 x 10 ^ (7) (1 / m)의 값을 갖는 Rydberg 상수 (원자 이론에서 중요한 수)에 에너지 레벨의 역차 (이 경우 1)를 곱하십시오. 이것은 원래 Rydberg 상수를 제공합니다.
결과 A의 역수를 계산합니다 (즉, 숫자 1을 결과 A로 나눕니다). 이것은 9.11 x 10 ^ (-8) m을 제공합니다. 이것은 스펙트럼 방출의 파장입니다.
Plancks에 빛의 속도를 일정하게 곱하고 그 결과를 방출 파장으로 나눕니다. 값 6.626 x 10 ^ (-34) 줄 수 초 (J s)에 빛의 속도를 곱한 Plancks 상수 곱하기 초당 3.00 x 10 ^ 8 미터 (m / s) 값은 1.988 x 10 ^ (-25) 줄 미터 (J m)를 파장 (9.11 x 10 ^ (-8) m의 값)으로 나누면 2.182 x 10 ^ (-18) J가됩니다. 이것이 첫 번째입니다 수소 원자의 이온화 에너지.
이온화 에너지에 Avogadros 수를 곱하면 1 몰의 입자 수를 제공합니다. 2.182 x 10 ^ (-18) J에 6.022 x 10 ^ (23)을 곱하면 1.312 x 10 ^ 6 줄당 줄 (J / mol) 또는 1312kJ / mol이 일반적으로 화학에서 쓰는 방식입니다.