En química y física, el estado basal (también denominado estado fundamental) de un sistema es su estado cuántico de menor energía. Un estado excitado es todo estado con una energía superior a la del estado fundamental.
El estado fundamental del átomo de hidrógeno corresponde a tener el único electrón del átomo en la órbita o nivel de energía más bajo posible. Al dar una energía adicional al átomo (por ejemplo, por la absorción de un fotón de una energía adecuada, o por calentamiento a alta temperatura, o por excitación eléctrica dentro de un campo eléctrico), el electrón es capaz de moverse a un estado excitado (un estado con uno o más números cuánticos mayores que el mínimo posible). Si el fotón tiene demasiada energía, el electrón deja de estar vinculado al átomo, escapará del átomo, y el átomo quedará convertido en un ion positivo o catión, es decir, el átomo se ionizará.
Empírcamente se observa que después de la excitación, el átomo pasa a un estado excitado inferior, o al estado fundamental, emitiendo un fotón con una energía característica, igual a la diferencia de energía entre los niveles de salida y llegada. Esto se da porque realmente todos los estados excitados de hecho son estados meta estables siendo el único estado verdaderamente estable el estado fundamental. El paso a un nivel de energía inferior va a compañado de la emisión de fotones por átomos en diferentes estados excitados conduce a un espectro electromagnético que muestra una serie de características líneas de emisión. Ni la mecánica cuántica ordinaria, ni el modelo atómico de Schrödinger explicaban porque los estados excitados no eran indefinidamente estables. Con el desarrollo de la electrodinámica cuantica se comprobó que la posibilidad de que existieran fluctuaciones del campo electromagnético hacía que el hamiltoriano del sistema formado por el átomo y su posible interacción cuántica con el campo electromagnético fluctuante del vacío, hacía que los estados excitados de hecho no fueran propiamente estados estacionarios y por tanto, sólo eran estados meta estables que acababan decayendo.
Así, para realizar este cálculo, consideraremos que la energía de ionización se corresponde con, el paso del nivel fundamental, n=1, a un hipotético nivel n=infinito, donde el núcleo ya no ejerce atracción sobre el electrón desprendido. La ecuación para la energía de ionización del hidrógeno se puede escribir como:
H + EI –> H(+) + 1e
Para el cálculo se dispone del valor de energía del nivel fundamental, n=1, y se considera que la energía de ionización se corresponde con la transición electrónica en la que el electrón salta de 1 a infinito.
El estado fundamental del átomo de hidrógeno corresponde a tener el único electrón del átomo en la órbita o nivel de energía más bajo posible. Al dar una energía adicional al átomo (por ejemplo, por la absorción de un fotón de una energía adecuada, o por calentamiento a alta temperatura, o por excitación eléctrica dentro de un campo eléctrico), el electrón es capaz de moverse a un estado excitado (un estado con uno o más números cuánticos mayores que el mínimo posible). Si el fotón tiene demasiada energía, el electrón deja de estar vinculado al átomo, escapará del átomo, y el átomo quedará convertido en un ion positivo o catión, es decir, el átomo se ionizará.
Empírcamente se observa que después de la excitación, el átomo pasa a un estado excitado inferior, o al estado fundamental, emitiendo un fotón con una energía característica, igual a la diferencia de energía entre los niveles de salida y llegada. Esto se da porque realmente todos los estados excitados de hecho son estados meta estables siendo el único estado verdaderamente estable el estado fundamental. El paso a un nivel de energía inferior va a compañado de la emisión de fotones por átomos en diferentes estados excitados conduce a un espectro electromagnético que muestra una serie de características líneas de emisión. Ni la mecánica cuántica ordinaria, ni el modelo atómico de Schrödinger explicaban porque los estados excitados no eran indefinidamente estables. Con el desarrollo de la electrodinámica cuantica se comprobó que la posibilidad de que existieran fluctuaciones del campo electromagnético hacía que el hamiltoriano del sistema formado por el átomo y su posible interacción cuántica con el campo electromagnético fluctuante del vacío, hacía que los estados excitados de hecho no fueran propiamente estados estacionarios y por tanto, sólo eran estados meta estables que acababan decayendo.
Así, para realizar este cálculo, consideraremos que la energía de ionización se corresponde con, el paso del nivel fundamental, n=1, a un hipotético nivel n=infinito, donde el núcleo ya no ejerce atracción sobre el electrón desprendido. La ecuación para la energía de ionización del hidrógeno se puede escribir como:
H + EI –> H(+) + 1e
Para el cálculo se dispone del valor de energía del nivel fundamental, n=1, y se considera que la energía de ionización se corresponde con la transición electrónica en la que el electrón salta de 1 a infinito.