Un atomo si trova in uno stato fondamentale quando tutti gli elettroni di un atomo si trovano ai loro livelli di energia più bassi. In uno stato eccitato, gli elettroni si diffondono a livelli energetici più alti, e non tutti sono in i loro livelli più bassi.
Un atomo di stato terrestre possiede elettroni nei suoi orbiti di energia più bassi. Questo stato ha l'energia potenziale più bassa ed è più stabile di un atomo in uno stato eccitato. Un esempio di un atomo che ha elettroni nel suo stato fondamentale è l'idrogeno. L'idrogeno ha due elettroni che riempiono il suo primo livello di energia potenziale.
In uno stato eccitato, gli elettroni non riempiono i loro orbitali di energia più bassi. Le molecole e gli atomi possono ottenere energia esterna, determinando uno spostamento di un elettrone a un orbitale a più alta energia. Gli elettroni a stato eccitato sono meno stabili di quelli nello stato fondamentale e hanno più del minimo di energia potenziale. Quando gli atomi non sono nel loro stato fondamentale, possono tornare ad esso, emettendo energia quando ritornano allo stato di energia inferiore.
Un esempio di elettrone che va da uno stato fondamentale a uno stato eccitato è una reazione fotochimica. Queste reazioni si verificano quando l'energia sotto forma di luce viene assorbita dalle molecole. Gli elettroni nelle molecole saltano gli orbitali, creando uno stato eccitato che consente alle molecole di cambiare strutture o combinarsi con gli altri.
