Struktur Atom Dengan Banyak Elektron

Cara menyusun konfigurasi electron untuk menyusun keadaan dasar atom bagi setiap unsure ditentukan secara sistematik dengan membangun konfigurasi menurut naiknya nomor atom. Pada pengerjaannya prinsip eksklusi perlu di amati ( tidak lebih dari 2 elektron setiap orbital ), dan setiap tambahan electron harus diperuntukkan bagi orbital energi terendah yang belum terisi.

Keadaan dasar hydrogen adalah 1s¹. Bagi helium, electron lain dapat ditempatkan pada orbital yang sama, memberikan 1s². Kulit utama yang pertama ( n = 1 ) sekarang terisi penuh. Unsur berikutnya , lithium , mempunyai electron ketiga yang di peruntukkan bagi orbital terendah berikutnya, 2s, dan konfigurasinya adalah 1s² 2s¹.

Masalah untuk menentukan gerakan elektron-elektron di dalam sembarang atom yang memiliki banyak elektron adalah tidak mudah sebagaimana masalah dalam atom hidrogenik. Ini kebanyakan dikarenakan oleh dua alasan sebagai berikut. Alasan pertama adalah disebabkan oleh interaksi antara elektron-elektron yang tidak membolehkan sebuah perlakuan terhadap gerak bebas dari seluruh elektron yang ada. Alasan lainnya adalah dikarenakan hadirnya momentum sudut dari elektron yang disebut dengan spin elektron yang tidak mudah untuk ditangani. Bahkan untuk sistem dengan dua elektron seperti pada sebuah atom helium, persamaan gelombang tidak dapat dipecahkan secara sederhana dan langsung. Karenanya, metoda pendekatan sangat diperlukan. Pada masa awal kelahiran teori kuantum, tidak terdapat komputer modern sehingga masalah-masalah sistem dengan dua elektron atau lebih (sistem elektron banyak) ditangani dengan metoda aproksimasi seperti metoda gangguan atau variasi yang akan dijelaskan ada Bab 3. Pada masa kini, perlakuan variasi yang cocok untuk komputer modern telah dikembangkan untuk memungkinkan kita melakukan perhitungan dengan lebih mudah dengan beberapa paket program yang konvensional. Dalam bagian ini, karakteristik dari fungsi-fungsi gelombang dan tingkat-tingkat energi untuk atom dengan elektron banyak akan dibandingkan dengan fungsi gelombang dan tingkat energi dari atom-atom hidrogenik.

Kita dapat menyimpulkan di sini bahwa gerakan dari elektron-elektron dapat diperlakukan sama dengan orbital atomik 1s, 2s, 2p_x, 2p_y, 2p_z dalam atom hidrogenik. Meskipun tingkat-tingkat energi dari atom hidrogenik bergantung hanya pada bilangan kuantum utama n, tingkat-tingakat energi untuk atom dengan elektron banyak dengan bilangan kuantum utama yang sama dapat berbeda dikarenakan nilai terendah dari bilangan kuantum azimut akan memberikan tingkat energi yang lebih rendah (lebih stabil). Dalam bagian berikut ini, akan dijelaskan bahwa spin elektron juka akan memungkinkan kita untuk memahami konfigurasi elektron dalam orbital atom dan tingkat-tingkat energinya, dan akan sangat membantu untuk menjelaskan masing-masing sifat dari unsur kimia.