monielektroniset

Monielektroniset, eli yhden elektronin järjestelmät, ovat fysikaalisia tai kemiallisia järjestelmiä, joissa on vain yksi elektroni. Tyypillisiä esimerkkejä ovat vuorovaikutukset, joissa elektronin ja ydin välinen keskitetty potentiaali voidaan ratkaista tarkasti, kuten elektronin liike hydrogenisaaytassa tai hydrogenin hydridien ionisoitumisessa (esimerkiksi He+).

Perusperiaate perustuu, että yhden elektronin Schrödingerin yhtälö voidaan ratkaista keskitetyn Coulomb- voiman vallitessa. Tämä johtaa „hydrogenisen” kaltaisiin ratkaisuihin, joissa energia E_n riippuu n–kvadrin kautta ja energiat ovat epädegeneroituneita sellaisten kvanttilukujen suhteen. Yleisesti energiasuure liittyy E_n = -R_H Z^2 / n^2, missä R_H on Rydbergin vakio ja Z ydinvaraukseen liittyvä tuki; käytännössä tulos antaa elektronin energia-tilojen arvoja ns. hydrogenisina tiloina. Säteittäiset ja kulmanmomentin tilat kuvataan yhdistelemällä säteittäinen osio ja kulmanmomentin tilat, ja tilat voidaan ratkaista analyyttisesti.

Monielektroniset järjestelmät ovat tärkeitä referenssijärjestelmiä: ne antavat yksinkertaisen, tarkasti ratkaistavan rungon, jolla testataan teoreettisia menetelmiä ja numeerisia lähestymistapoja sekä viritetään spektriä ja reaktiivisuutta. Ne toimivat myös perusteina arvioitaessa electron-elektron- sekä spin-orbital-vaikutuksia sekä ulkoisten kenttien vaikutuksia, kuten Zeeman- tai Stark-tilanteet.

Ryhmä on rajallinen: todelliset atomit ja polyatomiset järjestelmät koostuvat useista elektronista, jolloin elektronien välinen vuorovaikutus ei enää ole katteeton, ja ratkaisut tulevat monimutkaisemmiksi. Silti monielektroniset järjestelmät tarjoavat yksinkertaisen, hyvin ymmärretyn kohteen, jonka avulla voidaan kehittää ja validoida monimutkaisempia malleja.

---