Несмотря на определенные успехи в объяснении строения атома, достигнутые в рамках классической планетарной модели, она столкнулась с рядом непреодолимых противоречий. Так, согласно законам классической электродинамики:

• заряженная частица (электрон), движущаяся с ускорением (центростремительным), должна непрерывно излучать электромагнитную энергию;
• частота этого излучения должна быть равна частоте обращения электрона вокруг ядра.

Следовательно, в соответствии с этой моделью, энергия атома должна непрерывно уменьшаться, тогда как частота излучения непрерывно возрастать. Оптический спектр атома водорода в этом случае должен быть непрерывным. Спустя очень короткий промежуток времени (порядка 10^-11с) электрон должен был бы упасть на ядро, и атом прекратил бы свое существование. Но атом является устойчивой системой, а оптический спектр атома водорода дискретный (линейчатый), а не непрерывный.

Для устранения недостатков планетарной модели Н. Бор (N.Bohr) создал свою теорию водородоподобного атома, основанную на следующих постулатах:

1. Испускание или поглощение энергии атомом происходит не непрерывно, а только при переходе электрона из одного “стационарного” состояния в другое, т.е. с одной “стационарной” орбиты на другую. При движении электрона по “стационарным” орбитам электрон не излучает энергию.

2. При переходе электрона с одной стационарной орбиты на другую излучается фотон с энергией, равной разности энергий электрона на верхнем и нижнем уровнях, и соответственно с частотой, определяемой формулой Планка

(8)

где E_l – энергия электрона на орбите с номером l, E_k – то же на орбите с номером k (l > k). Если электрон поглощает энергию (например, квант света), то он переходит с более низкой орбиты на более высокую.

Из всех возможных орбит “стационарными” являются только те, для которых момент импульса электрона L кратен целому числу постоянных Планка

(9)

где h – постоянная Планка, n  = 1,2,3 …¥ - целое число.

Состояние с наименьшей энергией, соответствующее значению n = 1, называется основным состоянием; состояния, соответствующие значениям n = 2, 3, 4 …, называются возбужденными.