Prove que átomos polieletrônicos não são resolvidos com exatidão.
Passo 1
Beleza, vamos lá! A questão pede para provar que átomos com vários elétrons (polieletrônicos) não podem ser resolvidos com exatidão. Estamos entrando no mundo da mecânica quântica e da física atômica. Para resolver isso, vamos precisar entender como os elétrons interagem dentro de um átomo e por que isso complica as coisas.
Passo 2
Primeiro, vamos lembrar que um átomo é composto por um núcleo e elétrons que giram ao redor dele. No caso mais simples, o átomo de hidrogênio, temos apenas um elétron. A equação de Schrödinger para esse sistema é relativamente simples e pode ser resolvida exatamente, nos dando uma descrição precisa do comportamento do elétron.
Passo 3
Agora, quando adicionamos mais elétrons, como em átomos do carbono, oxigênio, etc., as coisas ficam mais complicadas. Isso porque cada elétron não só interage com o núcleo, mas também com os outros elétrons. Essas interações entre elétrons tornam a equação de Schrödinger muito mais complexa.
Passo 4
A equação de Schrödinger para um átomo polieletrônico inclui termos que representam a atração entre cada elétron e o núcleo e também os repulsos entre os elétrons. Esses termos adicionais tornam impossível resolver a equação de forma exata usando métodos analíticos tradicionais.
Passo 5
Devido a essa complexidade, os cientistas têm que usar métodos aproximados, como o método de Hartree-Fock ou a Teoria do Funcional da Densidade, para estudar átomos polieletrônicos. Esses métodos fornecem soluções aproximadas que são úteis, mas não exatas.
Resposta
Então, resumindo, a presença das interações entre múltiplos elétrons em átomos polieletrônicos cria uma equação de Schrödinger tão complexa que não pode ser resolvida com exatidão, exigindo o uso de aproximações para estudar seu comportamento.