Existieren Elektronenhüllen innerhalb von Äquipotentialbereichen?

Sie denken wahrscheinlich an das Schalenmodell des Atoms:

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Es ist wichtig anzumerken, dass das Schalenmodell letztendlich ungenau ist und nicht wirklich eine gute Darstellung dessen darstellt, wie die moderne Physik die atomare Struktur sieht . Es hat ein paar Vorteile, und es ist ein nettes Werkzeug, um bestimmte Merkmale in der Atomstruktur zu erklären (insbesondere die Tatsache, dass es irgendeine Art von "Kästen" gibt, die nur eine bestimmte Anzahl von Elektronen aufnehmen), aber es ist nur das: ein grobes Modell, das einige Funktionen richtig macht, andere jedoch nicht.

Genauer gesagt ist es falsch, sich vorzustellen, dass die Elektronen auf einer kreisförmigen Umlaufbahn sitzen und sich entlang dieser bewegen. Es ist viel genauer, sich Elektronen als Orbitale vorzustellen , die wolkenförmige Regionen sind, in denen das Elektron mit größerer Wahrscheinlichkeit zu finden ist als anderswo.

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Insbesondere nehmen die Orbitale nicht genau einen Radius ein, sondern sind im Raum verteilt, sodass sie keine einzige Äquipotentialfläche einnehmen. Das ist völlig in Ordnung: Sie haben nur mehr kinetische Energie in den Regionen näher am Kern, wo die potentielle Energie niedriger ist. (Beachten Sie auch, dass dies auch für die klassische Umlaufbahn der Fall ist, wie die elliptische Umlaufbahn der Erde um die Sonne.) Das Ion verrichtet Arbeit, um das Elektron zu beschleunigen, wenn es näher kommt, und es zu verlangsamen, wenn es sich entfernt; Insgesamt bleibt Energie erhalten, aber nichts hindert verschiedene Teile des Systems daran, im Laufe der Zeit Energie auszutauschen.