Os átomos em estados muito excitados estão em “estado Rydberg” elevados e têm os elétrons com números quânticos principais muito grandes. Esses átomos de Rydberg tem propriedades peculiares e de bastante interesse na astrofísica. Deduza uma relação que dê a separação dos níveis de energia nos átomos de hidrogênio com grandes valores de n. Calcule essa separação para n = 100. Calcule também, no mesmo caso, o raio mais provável, a seção reta geométrica e a energia de ionização. Uma colisão térmica com outro átomo de hidrogênio seria capaz de ionizar esse átomo de Rydberg? Que velocidade mínima teria esse segundo átomo ionizante? Poderia um átomo neutro de H, normal, passar através de um átomo de Rydberg sem perturbá-lo? Como seria a função de onda radial do orbital 100s?

Na temperatura T, temos que:

Portanto, a energia térmica está prontamente disponível para ionizar o estado de n = 100. Vamos chamar de a velocidade mínima necessária para uma ionização colisional. Logo,

Note que é uma velocidade muito baixa para o átomo de hidrogênio.

O raio do orbital de Bohr é de aproximadamente , por consequência a secção transversal geométrica é dada por Para n = 1, isso é . Porém, para n = 100, temos . Portanto, um átomo neutro de H em seu estado fundamental passará diretamente para n = 100 do átomo de Rydberg.