El modelo de Bohr

Se considera el átomo de hidrógeno. Su electrón solo se puede encontrar en una de esas órbitas. Cada órbita corresponde a un estado de energía del átomo : el nivel de energía más bajo, el nivel fundamental notado n=1, corresponde a la órbita más próxima del núcleo. Cuanto más grande sea n, mayor será el radio de la órbita, y mayor será la energía del átomo. El valor de n infinito corresponde a una órbita de radio infinito, o sea a la ionización del átomo. La energía correspondiente es de 13,6eV. El átomo de hidrógeno sólo puede emitir o absorber fotones con una energía bien definida.
Cuando un electrón cae de un nivel excitado a un nivel de menor energía, hay una emisión de radiación que transporta exactamente la energía correspondiente a la diferencia de energía de los dos niveles. Para que haya emisión es necesario que la energía del nivel inicial sea mayor a la del nivel final, es decir E_n > E_m, n siendo el nivel inicial y m el nivel final. La física cuántica demuestra que para el átomo de hidrógeno, la energía de los diferentes niveles de energía están definidos por la expresión siguiente :
donde n entero está definido como la diferencia de niveles, E_o es la energía necesario para ionizar el átomo de hidrógeno desde du estado fundamental (su valor es 13,6eV).
El fotón emitido tiene una energía igual a la diferencia de energía entre las dos órbitas, o sea E_m-E_n. Esta energía corresponde, según la ecuación de Planck, (E=hν), a una onda electromagnética de frecuencia ν. El salto de energía se manifiesta por una línea de emisión en el espectro del átomo. Se deduce por lo tanto :

o


con la constante de Rydberg :
El átomo de hidrógeno también puede absorber energía que le permite de pasar de un nivel inferior de energía a un nivel superior, por ejemplo absorbiendo un fotón. Pero este fenómeno es solamente posible si el fotón posee exactamente la energía necesaria, es decir la diferencia de energía entre el nivel final y inicial.