પરમાણુની ગ્રાઉન્ડ સ્ટેટ (ભૂમિ અવસ્થા) એટલે શું? અને હાઇડ્રોજન પરમાણુની આયનીકરણ ઉર્જા અને ઉત્તેજિત ઉર્જા કેટલી છે?

(N/A) પરમાણુમાં ઇલેક્ટ્રોનની કુલ ઉર્જા નીચે મુજબ છે:
$E_{n} = -\frac{m Z^{2} e^{4}}{8 n^{2} h^{2} \epsilon_{0}^{2}}$
આને સાદું રૂપ આપતા:
$E_{n} = -\frac{13.6 Z^{2}}{n^{2}} \text{ eV}$
ઋણ નિશાની દર્શાવે છે કે જેમ $n$ નું મૂલ્ય વધે છે,તેમ ઋણ ઉર્જાનું મૂલ્ય ઘટે છે,એટલે કે ન્યુક્લિયસથી દૂરની કક્ષાઓમાં ઇલેક્ટ્રોનની ઉર્જા વધે છે.
જ્યારે ઇલેક્ટ્રોન ન્યુક્લિયસની સૌથી નજીકની કક્ષામાં $(n = 1)$ હોય,ત્યારે તેની ઉર્જા સૌથી ઓછી (મહત્તમ ઋણ મૂલ્ય) હોય છે. આ અવસ્થાને ગ્રાઉન્ડ સ્ટેટ કહેવામાં આવે છે.
હાઇડ્રોજન પરમાણુ માટે $(Z = 1, n = 1)$:
$E_{1} = -13.6 \text{ eV}$
આયનીકરણ ઉર્જા એ ઇલેક્ટ્રોનને ગ્રાઉન્ડ સ્ટેટમાંથી અનંત સુધી દૂર કરવા માટે જરૂરી લઘુત્તમ ઉર્જા છે. હાઇડ્રોજન માટે આ $13.6 \text{ eV}$ છે.
ઉત્તેજિત ઉર્જા એ ઇલેક્ટ્રોનને ગ્રાઉન્ડ સ્ટેટમાંથી ઉચ્ચ ઉર્જા અવસ્થામાં લઈ જવા માટે જરૂરી ઉર્જા છે. પ્રથમ ઉત્તેજિત અવસ્થા $(n = 2)$ માટે:
$E_{2} = -\frac{13.6}{2^{2}} = -3.4 \text{ eV}$
$\Delta E = E_{2} - E_{1} = -3.4 - (-13.6) = 10.2 \text{ eV}$