Das Hauptmotto dieser Frage ist herauszufinden, ob Atomhüllen real sind oder nur die Eigenschaft von Elektronen.
Herr Professor, Sie wissen sehr gut, dass sich Elektronen (ich spreche der Einfachheit halber nur vom Bohr-Modell des Wasserstoffatoms) in einer atomähnlichen Quantisierung der Bahn, dem diskreten Spektrum der Elemente usw. seltsam verhalten. Dies lässt sich dadurch erklären die duale Natur der Elektronen (De-Broglie-Vorschlag zur Quantisierung).
Stellen Sie sich also vor, in einem äußeren Magnetfeld veranlassen Elektronen, einer kreisförmigen geschlossenen Bahn zu folgen, deren Radius gegeben ist durch
Einer der Unterschiede, auf die ich stoße, ist, dass der Umlaufradius im Atommodell quantisiert ist, aber hier können wir den Umlaufradius um einen beliebigen Betrag ändern, indem wir die Größe von B beliebig ändern.
Gibt es also noch mehr Unterschiede? Und was bedeutet das für die grundlegende Vorstellung von Atomhüllen? (Nehmen Sie an, dass die Geschwindigkeit eines Elektrons im Vergleich zur Lichtgeschwindigkeit vernachlässigbar ist, damit relativistische Effekte und Mathematik ignoriert werden können!)
Beginnen wir mit einem Proton, das ein einzelnes Elektron anzieht, wie in einem Wasserstoffatom. Das Elektron besetzt den 1s-Grundzustand, der ein sehr mikroskopisches Raumvolumen einnimmt – aber über viele energiereichere Orbitale verfügt, in die es befördert werden kann.
Im Allgemeinen gilt: Je höher die mit dem Orbital verbundene Energie, desto weiter ist es vom Proton entfernt und desto näher kommen die verfügbaren Energieniveaus zusammen. An der Grenze von „weit entfernt“ vom Proton liegen die verfügbaren Energieniveaus so nahe beieinander, dass sie zu einem Kontinuum verschmelzen, und jetzt verhält sich das Elektron nicht wie etwas, das nur unterschiedliche und diskrete Energieniveaus einnehmen kann, während es in einem Potential eingeschlossen ist Nun, aber wie etwas Unbegrenztes, das sich frei durch den makroskopischen Raum mit jedem gewünschten Energieniveau ausbreiten kann, dh es ist ein freies Teilchen ohne Energiequantisierung.
Wenn wir dieses Elektron dann in ein starkes Magnetfeld führen, wird sein Weg zu einem Kreis gebogen und je schneller es sich bewegt (dh je mehr Energie es hat), desto größer ist der Radius des Kreises. In diesem makroskopischen Fall liegen die verfügbaren Energieniveaus des gebogenen Elektrons so eng beieinander, dass beispielsweise im Fall von Elektronen, die von einem heißen Objekt abgesotten werden, eine große Radienstreuung entsteht und Quantisierungseffekte zu klein sind, um sie zu erkennen.
Das heißt, die Antwort auf Ihre Frage hängt davon ab, ob Sie es mit makroskopischen Strahlen vieler, vieler unbegrenzter Elektronen im freien Flug durch ein Magnetfeld zu tun haben (es gibt keine Atomhüllen; Quantisierungseffekte sind nicht nachweisbar) oder ob Sie von einem darin eingeschlossenen Elektron sprechen einen submikroskopischen Bereich (Quantisierungseffekte sind als Atomhüllen nachweisbar).
John Rennie
niels nielsen
John Rennie
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