Ein paar Fragen zu Impuls und Energie von Elektronen im quantenmechanischen Modell des Elektrons

Ich habe etwas über das Quantenmodell des Elektrons gelernt und wie Orbitale erklärt werden, wenn man sich Elektronen als stehende Wellen vorstellt, da bestimmte Radien konstruktive Interferenz und andere destruktive Interferenz erzeugen. Wenn jedoch der Umfang der Energieniveaus ein Vielfaches des niedrigsten ist, bedeutet dies, dass die De-Broglie-Wellenlänge des Elektrons unabhängig vom Energieniveau konstant bleibt und daher seine Impulsgröße konstant ist?

Bedeutet dies, dass die Energie, die ein Elektron durch die Absorption eines Photons erhält, seine kinetische Energie überhaupt nicht erhöht, sondern nur seine elektrische potentielle Energie erhöht, wenn es weiter vom positiven Kern weggezogen wird? Ist diese Notwendigkeit, die kinetische Energie konstant zu halten, warum Elektronen, die sich zwischen Energieniveaus bewegen, bestimmte Energiemengen absorbieren müssen, während Elektronen, die einem Metall durch den photoelektrischen Effekt oder einem Atom durch Ionisation entkommen, jede Energiemenge über einer bestimmten Schwelle absorbieren können, wobei der Überschuss wird kinetische Energie?

Würde dies bedeuten, dass die Energieniveaus in Bezug auf den Radius gleichmäßig beabstandet sind, aber die Energie, die benötigt wird, um ein Elektron zwischen ihnen zu bewegen, abnimmt, wenn Sie sich weiter vom Kern entfernen, da der Unterschied im elektrischen Potenzial abnimmt, wenn Sie sich weiter vom Kern entfernen?

Schließlich, wenn es wahr ist, dass das Momentum konstant ist, warum? Braucht es ein bestimmtes Momentum? Hängt es irgendwie mit der Kraft zwischen Elektron und Kern zusammen?

Ihre Frage scheint sich auf Bohrs Modell des Wasserstoffatoms zu beziehen, aber dieses Modell ist jetzt veraltet.

Antworten (1)

Sie haben eine Vielzahl von Fragen, die zeigen, dass Sie versuchen, quantenmechanische Entitäten im Sinne der klassischen Physik zu verstehen.

Das Bohr-Modell des Atoms, die De-Broglie-Wellenlänge, die Heisenbergsche Unschärferelation wurden entwickelt und ebneten den Weg zur vollständigen quantenmechanischen Theorie, und es ist irreführend, sich jetzt auf sie zu verlassen, um quantenmechanische Systeme zu verstehen.

Die Elektronen in ihren Energieniveaus kreisen nicht, sie befinden sich in Orbitalen. Orbitale geben die Wahrscheinlichkeit an, ein Elektron bei einem bestimmten (x,y,z) um das Massenmittelpunktsystem des Atoms herum zu finden. Sehen Sie hier die möglichen Orbitale des Wasserstoffatoms.

Dies sind die Grundlagen oder Quantenmechanik.

Die Orbitale stammen aus den Lösungen der quantenmechanischen Wellengleichung, wobei das Potential die Lösungen und die Funktion definiert Ψ gibt die Wahrscheinlichkeit als an Ψ ∗ Ψ , das komplexe Konjugat zum Quadrat.

Einzelne freie Elektronen sind keine Wellen im Raum, sondern Punkte, wie im Doppelspaltexperiment Elektron für Elektron zu sehen ist.

doppelauswahl

Was sich wie eine Welle verhält, ist die Wahrscheinlichkeit , die das Interferenzmuster einer Welle bei der Ansammlung von Elektronen zeigt.

Abschließend fragst du:

Wenn es stimmt, dass der Impuls konstant ist, warum? Braucht es ein bestimmtes Momentum? Hängt es irgendwie mit der Kraft zwischen Elektron und Kern zusammen?

Es ist nicht der Impuls, der die Energieniveauunterschiede definiert (es hat drei Komponenten), es ist die Energie des einfallenden Photons, die gleich der Energiedifferenz zwischen zwei Niveaus sein sollte, damit das Atom, beachten Sie das gesamte Atom, es absorbieren kann und haben das Elektron in einem Orbital mit höherem Energieniveau.

Sehr schöne Antwort. +1 von mir.
Ist das Modell der Elektronen als stehende Wellen also nur gültig, wenn es darum geht, Energieniveaus im Bohr-Modell zu erklären?
Ein paar Fragen zu Impuls und Energie von Elektronen im quantenmechanischen Modell des Elektrons
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