Многоэлектронные атомы
Атом водорода прост, поскольку он включает лишь один электрон: его потенциальная энергия обусловлена только электростатическим притяжением. Уже при переходе к следующему элементу, атому гелия, эта простота исчезает. Атом гелия имеет два электрона, поэтому его потенциальная энергия состоит из трех слагаемых: каждый электрон притягивается к ядру и; оба электрона отталкиваются друг от друга. Математические трудности мгновенно возрастают до такой степени, что становится необходимым использовать трудоемкие приближенные методы. Положение еще больше усложняется для других элементов периодической системы. Стоит подумать хотя бы об атоме кислорода, который имеет восемь электронов и соответственно восемь членов, отвечающих притяжению электронов к ядру, и двадцать восемь членов, соответствующих отталкиванию между электронами. Неудивительно, что справиться с такими вычислениями может только самый мощный современный компьютер. Как ни странно, уровни энергии многоэлектронных атомов оказываются непосредственно связанными с уровнями*атома водорода. Эта связь настолько сильна, что обозначения, принятые для квантовых чисел атома водорода, химики переносят и на многоэлектронные атомы. Схема уровней энергии атома водорода нам уже известна, поэтому можно понять и отклонения, обусловленные межэлектронным отталкиванием. 2.1. УРОВНИ ЭНЕРГИИ МНОГОЭЛЕКТРОННЫХ АТОМОВ В электрическом разряде атомы испускают свет, и цвет, который мы видим при этом, позволяет определить схему уровней энергии атома. Многоэлектронные атомы, как и атом водорода, испускают линейчатый спектр — можно наблюдать только определенные энергии. Таким образом, для объяснения необходима квантовомеханическая модель.