С возрастанием n увеличивается среднее расстояние электрона от ядра, уменьшается сила притяжения, поэтому энергия орбитали повышается (связь электрона с ядром ослабевает). При данном значении n орбитали с различным l будут иметь различную энергию, причем с возрастанием l энергия орбиталей увеличивается. Например, энергетически 2s < 2p, а 3s

< 3p < 3d.

Число состояний с одинаковой энергией в многоэлектронном атоме уменьшается по сравнению с атомом водорода, поскольку вырождение по l снимается (остается по ml и ms).

Экранирование заряда ядра электронами. Электроны расположенные на внутренних атомных орбиталях, ослабляют электрическое поле ядра. Вследствие этого на внешние электроны действует как бы меньший, чем Z, положительный заряд ядра, называемый эффективным зарядом. Экранирование растет с увеличением числа электронных слоев, т.е. главного квантового числа n. Например, на внешний электрон атома лития (2s1) и натрия (3s1) действуют эффективные заряды, равные соответственно

1,3 и 2,2. В первом случае заряд ядра нейтрализован на 53 % , во втором - на 80 %. Экранирование приводит к ослаблению кулоновского притяжения, повышению энергии орбиталей.

Эффект проникновения. Как известно, вероятность обнаружить электрон в любой точке атома отлична от нуля. Это относится и к внешним электронам. Они могут проникнуть через электронный остов к ядру, что приводит к усилению кулоновского притяжения, увеличению энергии связи, снижению энергии орбитали. Эффект проникновения противоположен экранированию. Экспериментально установлено, что эффект проникновения максимален для s-электронов (l = 0),меньше для p- электронов (l = 1), слабо выражен у d-электронов (l = 2) и практически не проявляется у f-электронов. Поэтому энергия подуравней при данном n растет с увеличением l. Эффект проникновения, кроме того, более значителен для тяжелых атомов.

Таким образом, энергия орбиталей многоэлектронном атоме определяется факторами, действующими одновременно и часто противоположным образом. Именно поэтому для различных огоэлектронных атомов энергия одних и тех же орбиталей может существенно отличаться. Общим для всех атомов является то, что энергия ns-орбиталей лежит выше (n-1) p- и близка к энергии (n-1)d- и (n-2)f-орбиталей.