De Balmer-serie is de aanduiding voor de spectraallijnen van emissies van het waterstofatoom. Deze spectraallijnen (die fotonen zijn die worden uitgezonden in het spectrum van zichtbaar licht) worden geproduceerd uit de energie die nodig is om een ​​elektron uit een atoom te verwijderen, ionisatie-energie genaamd. Omdat het waterstofatoom maar één elektron heeft, wordt de ionisatie-energie die nodig is om dit elektron te verwijderen de eerste ionisatie-energie genoemd (en voor waterstof is er geen tweede ionisatie-energie). Deze energie kan in een reeks korte stappen worden berekend.

Bepaal de begin- en eindsenergietoestand van het atoom en vind het verschil van hun inversie. Voor het eerste ionisatieniveau is de uiteindelijke energietoestand oneindig (aangezien het elektron uit het atoom is verwijderd), dus de inverse van dit getal is 0. De initiële energietoestand is 1 (de enige energietoestand die het waterstofatoom kan hebben) en de inverse van 1 is 1. Het verschil tussen 1 en 0 is 1.

Vermenigvuldig de Rydberg-constante (een belangrijk getal in de atomaire theorie), die een waarde heeft van 1.097 x 10 ^ (7) per meter ( 1 /m) door het verschil van de inverse van de energieniveaus, die in dit geval 1 is. Dit geeft de oorspronkelijke Rydberg-constante.

Bereken de inverse van resultaat A (dat wil zeggen, deel nummer 1 door resultaat A). Dit levert 9,11 x 10 ^ (- 8) m op. Dit is de golflengte van de spectrale emissie.

Vermenigvuldig de constante van Planck met de snelheid van het licht en deel het resultaat door de golflengte van de emissie. De constante van Planck vermenigvuldigen, die een waarde heeft van 6.626 x 10 ^ (- 34) Joule seconden (J s) met de snelheid van het licht, die een waarde heeft van 3.00 x 10 ^ 8 meter per seconde (m /s) levert 1.988 x op 10 ^ (- 25) Joule-meters (J m), en dit te delen door de golflengte (die een waarde heeft van 9.11 x 10 ^ (- 8) m) geeft 2.182 x 10 ^ (- 18) J. Dit is de eerste ionisatie-energie van het waterstofatoom.

Vermenigvuldig de ionisatie-energie met Avogadro's aantal, dat het aantal deeltjes in een mol van de stof geeft. Vermenigvuldigen van 2.182 x 10 ^ (- 18) J met 6.022 x 10 ^ (23) levert 1.312 x 10 ^ 6 Joules per mol (J /mol) of 1312 kJ /mol op, zoals gewoonlijk in de chemie wordt geschreven.