Ich bin auf eine Diskussion über atomare Rydberg-Zustände gestoßen, die anscheinend so definiert sind, dass sich ihr äußeres Elektron in einem hoch angeregten Zustand befindet. Im selben Text wird erwähnt, dass diese angeregten Elektronen ziemlich gut durch das Bohr-Modell modelliert werden können.
Ich verstehe nicht, warum das so sein sollte. Das Bohr-Modell behandelt das Elektron als einen Körper, der kreisförmig um den Kern kreist, während das Elektronenwolkenmodell Bahnen zu erzeugen scheint, die stark anisotrop sind. Nach meinem Verständnis schlägt das Bohr-Modell auch Elektronenbahnen mit festen Radien vor.
Ich sehe nicht, wie dies aus der Annahme der Grenze des Großen abgeleitet werden kann . In welcher Beziehung steht Bohrs Modell über das Korrespondenzprinzip zu Elektronenwolkenmodellen?
Als weitere Randnotiz bin ich neugierig, warum die unterschiedliche Orbitalenergieaufspaltung als Folge von atomaren Effekten (Feinstruktur, Hyperfein usw.), die nicht entartete Orbitale verursacht, bzgl wird für hoch ignoriert , wobei Bahnenergien nur von der Hauptquantenzahl abhängen.
Verweise:
Randall G. Hulet und Daniel Kleppner, Rydberg Atoms in „Circular“ States, Phys. Rev. Lett. 51 (1983) 1430 https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.51.1430
RJ Brecha, G. Raithel, C. Wagner, H. Walther, Circular Rydberg gibt mit sehr großem n an, https://doi.org/10.1016/0030-4018(93)90392-I
Definieren
(um zur semiklassischen Grenze und zum Korrespondenzprinzip zu gelangen ) und
(um sicherzustellen, dass das Orbital einen genau definierten Radius hat).
Könnten Sie bitte akzeptieren, dass ich diesen Beitrag als Versuch einer Antwort geschrieben habe , im Grunde um mehr über die Geschichte der Quantenmodelle und die Verbindung zwischen Bohr / Rydberg-Modellen zu erfahren. Hoffentlich wird es jemand anderen anspornen, eine differenziertere Antwort zu geben, von der wir beide lernen können.
Ich bin auf eine Diskussion über atomare Rydberg-Zustände gestoßen, die anscheinend so definiert sind, dass sich ihr äußeres Elektron in einem hoch angeregten Zustand befindet. Im selben Text wird erwähnt, dass diese angeregten Elektronen ziemlich gut durch das Bohr-Modell modelliert werden können.
Eine Erklärung der Rydberg- und Bohr-Atome und ihrer Ähnlichkeiten
Ein Rydberg-Atom ist ein angeregtes Atom mit einem oder mehreren Elektronen, die eine sehr hohe Hauptquantenzahl haben. Diese Atome haben eine Reihe besonderer Eigenschaften, darunter eine übertriebene Reaktion auf elektrische und magnetische Felder, lange Zerfallszeiten und Elektronenwellenfunktionen, die unter bestimmten Bedingungen den klassischen Umlaufbahnen von Elektronen um die Kerne nahe kommen. Die Kernelektronen schirmen das äußere Elektron vom elektrischen Feld des Kerns ab, sodass das elektrische Potential aus der Ferne identisch mit dem aussieht, das das Elektron in einem Wasserstoffatom erfährt.
Trotz seiner Mängel ist das Bohr-Modell des Atoms nützlich, um diese Eigenschaften zu erklären. Klassischerweise gehorcht ein Elektron auf einer Kreisbahn mit dem Radius r um einen Wasserstoffkern der Ladung +e dem zweiten Newtonschen Gesetz:
Wo .
Der Bahnimpuls wird in Einheiten von quantisiert :
.
Die Kombination dieser beiden Gleichungen führt zu Bohrs Ausdruck für den Bahnradius in Bezug auf die Hauptquantenzahl, :
Nun ist klar, warum Rydberg-Atome so eigentümliche Eigenschaften haben: Der Radius der Umlaufbahn skaliert wie (Die Zustand von Wasserstoff hat einen Atomradius ~1 µm) und den geometrischen Querschnitt als . Daher sind Rydberg-Atome extrem groß mit lose gebundenen Valenzelektronen, die durch Stöße oder externe Felder leicht gestört oder ionisiert werden können.
Aus der Zusammenfassung von Circular Rydberg States , die Sie als Text aufgeführt haben, der die Bohr-Referenz enthält.
Es wird über die Erzeugung eines kontinuierlichen Strahls von Rubidium-Rydberg-Atomen im kreisförmigen Zustand mit Hauptquantenzahlen berichtet um . Die kreisförmigen Zustände werden unter Verwendung gekreuzter elektrischer und magnetischer Felder bevölkert. Sie werden kontinuierlich durch ein neuartiges Feldionisationsschema nachgewiesen. Der kreisförmige Charakter der Atome wird aus den Feldionisationsmustern und aus Mikrowellenspektren der Übergänge zu kreisförmigen Zuständen mit niedrigerem n abgeleitet. Die kreisförmigen Rydberg-Atome mit sehr großem n sollen für Studien zur Mikrowellenionisation und für Einatom-Maser-Experimente verwendet werden.
Daraus scheinen sie kreisförmige Zustände, a la Bohr-Modell, geschaffen zu haben, indem sie Techniken verwendeten, die zufällig (oder die Eigenschaften ihrer Ausrüstung) die kreisförmigen Umlaufbahnen nachahmten und das richtige Elektronenwolkenmodell verzerrten. Die Wikipedia-Artikel erwähnen die Anfälligkeit von Rydberg-Atomen dafür.
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