Электроны в атомах

Покоятся или перемещаются?
Автор
Сообщение
Sopov
#59939 2024-02-10 06:23 GMT

В одной из тем (уже не помню в какой) ZAM утверждал (если я не ошибаюсь), что электроны покоятся в атомах.

С интересом ознакомлюсь с пояснениями  ZAMа по этому направлению.

С другой стороны формула Шредингера указывает наиболее вероятную область нахождения электрона относительно ядра.

А это указывает на то, что электроны перемещаются.

В модели Резерфорда электроны летали по орбитам. Летали — потому, что его модель давно забраковали, а орбиты заменили орбиталью, т.е. математической вероятностью.

Итак! Если электроны, имея отрийательный заряд, имеют силы притяжения к положительному ядру, то что КОНКРЕТНО мешает ему притянуться?

Какая сила и от чего исходящая удерживает электрон от притяжения к ядру атома?

Кто может внести ясность в эту ситуацию?

 

 

 

zam
#59941 2024-02-10 11:03 GMT
#59939 Sopov :

С другой стороны формула Шредингера указывает наиболее вероятную область нахождения электрона относительно ядра.

Не нахождения, а обнаружения.

То есть, если мы будем проводить эксперимент по обнаружению электрона, то зафиксируем его с некоторой вероятностью в определённом месте (вероятность равна квадрату модуля волновой функции). А находится (до зксперимента) электрон сразу во всём атоме.

Кстати, наибольшая вероятность обнаружения электрона как раз внутри ядра (протона).

А это указывает на то, что электроны перемещаются.

Нет. Волновая функция электрона в атоме стационарна (от времени не зависит). Какое уж тут перемещение...

Итак! Если электроны, имея отрийательный заряд, имеют силы притяжения к положительному ядру, то что КОНКРЕТНО мешает ему притянуться?

То, что он уже притянулся до ближе некуда. Электрон не может находиться в одной точке. Он находится сразу во всех точках некоторой области. 

Какая сила и от чего исходящая удерживает электрон от притяжения к ядру атома?

Никакая сила для этого не требуется.

Прежде всего вам следует усвоить вот что. Электрон — это квантовый объект. К нему законы классической механики не применимы. К нему применимы законы квантовой механики.

Кто может внести ясность в эту ситуацию?

Учебники.

Sopov
#59947 2024-02-10 18:17 GMT
#59941 zam :
#59939 Sopov :

С другой стороны формула Шредингера указывает наиболее вероятную область нахождения электрона относительно ядра.

Не нахождения, а обнаружения.

То есть, если мы будем проводить эксперимент по обнаружению электрона, то зафиксируем его с некоторой вероятностью в определённом месте (вероятность равна квадрату модуля волновой функции). А находится (до зксперимента) электрон сразу во всём атоме.

Кстати, наибольшая вероятность обнаружения электрона как раз внутри ядра (протона).

А это указывает на то, что электроны перемещаются.

Нет. Волновая функция электрона в атоме стационарна (от времени не зависит). Какое уж тут перемещение...

Итак! Если электроны, имея отрийательный заряд, имеют силы притяжения к положительному ядру, то что КОНКРЕТНО мешает ему притянуться?

То, что он уже притянулся до ближе некуда. Электрон не может находиться в одной точке. Он находится сразу во всех точках некоторой области. 

Какая сила и от чего исходящая удерживает электрон от притяжения к ядру атома?

Никакая сила для этого не требуется.

Прежде всего вам следует усвоить вот что. Электрон — это квантовый объект. К нему законы классической механики не применимы. К нему применимы законы квантовой механики.

Кто может внести ясность в эту ситуацию?

Учебники.

https://www.yaklass.ru/p/himija/10-klass/osnovy-organicheskoi-khimii-6490554/sostoianie-elektronov-v-atome-s-p-orbitali-elektronnaia-konfiguratciia-_-6447220/re-2056c9c5-a45d-4c6c-9322-243d419013e1

Электрон двигается вокруг ядра с такой огромной скоростью, что нельзя сказать в какой точке пространства он находится в данный момент. Создается будто электронное облако, не имеющее четких границ. Общее электронное облако атома образуется электронными облаками отдельных электронов. Ту часть электронного облака электрона, в котором он находится большую часть времени, называют атомной орбиталью.

https://foxford.ru/wiki/himiya/kvantovye-chisla-elektrona

Согласно квантово-механическим представлениям, электрон не имеет определенной траектории движения и может находиться в любой части пространства вокруг ядра, но с разной вероятностью.

 

https://znanio.ru/media/sostoyanie-elektronov-v-atome-2614320

Электронное облако — это объем пространства относительно ядра, в котором сосредоточена вся масса и весь заряд электрона. Электронная плотность электронного облака распределена неравномерно. У ядра она равна нулю. По мере удаления от ядра она увеличивается, а затем снижается. Объем пространства относительно ядра, в котором сосредоточено около 90 % электронной плотности, называется атомной орбиталью (АО). Расстояние от ядра до максимальной электронной плотности называется атомным радиусом. 

https://superresheba.by/resh/53379

Электроны в атоме находятся в постоянном движении вокруг ядра. У электрона отсутствует траектория — он движется хаотически. Однако в каждый момент времени электрон находится в определённой точке околоядерного пространства.

 

https://swsu.ru/sveden/files/MU_08.03.01_B1.O.13_Ximiya_PR2.pdf

Электрон, согласно квантово — механическим представлениям, является частицей, так как имеет массу покоя и заряд. В то же время он имеет волновой характер, так как его движение характеризуется длиной волны, частотой, явлениями дифракции и интерференции.

Электронное облако – это модель, отражающая совокупность вероятностных положений электрона в разных частях околоядерного пространства.

Область околоядерного пространства, в которой наиболее вероятно (90-95%) нахождение данного электрона называется электронной орбиталью. Р

Состояние атома с минимальной энергией наиболее устойчивое и называется основным состоянием или нормальным. При сообщении энергии извне путем нагревания или другим путем, электрон, получив квант энергии, уходит из сферы притяжения ядра (т.е. нарушается связь электрона с ядром атома) в более высокое энергетическое состояние.

Распределение электронов в атоме должно отвечать наибольшей связи с ядром атома, т.е. наименьшей энергии. Следовательно, электроны в атоме не могут заполнять выше лежащую орбиталь, если на ниже лежащей орбитали есть свободные (вакантные) места – это принцип минимальной энергии.

 

Так какие силы и каким образом удерживают электроны в ОТДАЛЕНИИ  от ядра?

zam
#60003 2024-02-15 16:27 GMT
#59947 Sopov :

https://www.yaklass.ru/p/himija/10-klass/osnovy-organicheskoi-khimii-6490554/sostoianie-elektronov-v-atome-s-p-orbitali-elektronnaia-konfiguratciia-_-6447220/re-2056c9c5-a45d-4c6c-9322-243d419013e1

Электрон двигается вокруг ядра с такой огромной скоростью, что нельзя сказать в какой точке пространства он находится в данный момент.

Электрон в атоме не движется.

Создается будто электронное облако, не имеющее четких границ. Общее электронное облако атома образуется электронными облаками отдельных электронов. Ту часть электронного облака электрона, в котором он находится большую часть времени, называют атомной орбиталью.

Почти правильно. Только не «находится», а " может быть обнаружен".

https://foxford.ru/wiki/himiya/kvantovye-chisla-elektrona

Согласно квантово-механическим представлениям, электрон не имеет определенной траектории движения и может находиться в любой части пространства вокруг ядра, но с разной вероятностью.

Опять же. Не «может находиться», а "может быть обнаружен".

https://znanio.ru/media/sostoyanie-elektronov-v-atome-2614320

Электронное облако — это объем пространства относительно ядра, в котором сосредоточена вся масса и весь заряд электрона. Электронная плотность электронного облака распределена неравномерно.

Пока всё верно.

У ядра она равна нулю. По мере удаления от ядра она увеличивается, а затем снижается.

А вот тут у авторов пошли ошибки, что прекрасно иллюстрируется вставленной ими картинкой:

Вот как эта картинка выглядит правильно:

Обратите внимание на надпись у вертикальной оси графика. там не электронная плотность \(\left | \Psi \right |^2\) (как у авторов материала по вашей ссылке), а произведение электронной плотности на \(4\pi r^2\) (то есть, на площадь соответствующей сферы). Если убрать это произведение то получим действительно зависимость электронной плотности от расстояния до ядра. И получится, что она максимальна в ядре и убывает по мере удаления от ядра.

Но авторам такие тонкости не интересны. Им лишь бы что ляпнуть...

Ну и так далее...

 

https://swsu.ru/sveden/files/MU_08.03.01_B1.O.13_Ximiya_PR2.pdf

Электрон, согласно квантово — механическим представлениям, является частицей, так как имеет массу покоя и заряд.

Он является квантовым объектом.

Он обладает корпускулярными свойствами (в частности, постоянную массу и постоянный электрическийзаряд).

В то же время он имеет волновой характер, так как его движение характеризуется длиной волны, частотой, явлениями дифракции и интерференции.

Не волновой характер, а волновые свойства. Он их имеет, так как его состояние описывается волновой функцией (решением волнового уравнения Шрёдингера).

Состояние атома с минимальной энергией наиболее устойчивое и называется основным состоянием или нормальным.

«Наиболее устойчивое» — это ужасно.

При сообщении энергии извне путем нагревания или другим путем, электрон, получив квант энергии, уходит из сферы притяжения ядра (т.е. нарушается связь электрона с ядром атома) в более высокое энергетическое состояние.

«Путём нагревания» — это ужасно (атом или электрон нагреть нельзя).

«Квант энергии» — это ужасно (энергия не квантуется).

Если уж нарушена связь электрона с ядром, то электрон не «уходит в более высокое энергетическое состояние», а просто убегает из атома.

Еще раз. Читайте учебники, а не всякую дребедень.

Так какие силы и каким образом удерживают электроны в ОТДАЛЕНИИ  от ядра?

Электроны в атоме (в окрестности ядра) удерживаются электростатическими силами.

Sopov
#60040 2024-02-18 19:04 GMT
#60003 zam :
#59947 Sopov :

https://www.yaklass.ru/p/himija/10-klass/osnovy-organicheskoi-khimii-6490554/sostoianie-elektronov-v-atome-s-p-orbitali-elektronnaia-konfiguratciia-_-6447220/re-2056c9c5-a45d-4c6c-9322-243d419013e1

Электрон двигается вокруг ядра с такой огромной скоростью, что нельзя сказать в какой точке пространства он находится в данный момент.

Электрон в атоме не движется.

Создается будто электронное облако, не имеющее четких границ. Общее электронное облако атома образуется электронными облаками отдельных электронов. Ту часть электронного облака электрона, в котором он находится большую часть времени, называют атомной орбиталью.

Почти правильно. Только не «находится», а " может быть обнаружен".

Если он может быть обнаружен в разное время в разных местах, то что и как он делает в перерыве между этими положениями?

https://foxford.ru/wiki/himiya/kvantovye-chisla-elektrona

Согласно квантово-механическим представлениям, электрон не имеет определенной траектории движения и может находиться в любой части пространства вокруг ядра, но с разной вероятностью.

Опять же. Не «может находиться», а "может быть обнаружен".

  Да пусть это будет так. Это даже лучше.   Satisfied

https://znanio.ru/media/sostoyanie-elektronov-v-atome-2614320

Электронное облако — это объем пространства относительно ядра, в котором сосредоточена вся масса и весь заряд электрона. Электронная плотность электронного облака распределена неравномерно.

Пока всё верно.

У ядра она равна нулю. По мере удаления от ядра она увеличивается, а затем снижается.

Следовательно, это и указывает на его возможное перемещение.

 

А вот тут у авторов пошли ошибки, что прекрасно иллюстрируется вставленной ими картинкой:

Вот как эта картинка выглядит правильно:

Обратите внимание на надпись у вертикальной оси графика. там не электронная плотность \(\left | \Psi \right |^2\) (как у авторов материала по вашей ссылке), а произведение электронной плотности на \(4\pi r^2\) (то есть, на площадь соответствующей сферы). Если убрать это произведение то получим действительно зависимость электронной плотности от расстояния до ядра. И получится, что она максимальна в ядре и убывает по мере удаления от ядра.

Но авторам такие тонкости не интересны. Им лишь бы что ляпнуть...

Ну и так далее...

 

https://swsu.ru/sveden/files/MU_08.03.01_B1.O.13_Ximiya_PR2.pdf

Электрон, согласно квантово — механическим представлениям, является частицей, так как имеет массу покоя и заряд.

Он является квантовым объектом.

Он обладает корпускулярными свойствами (в частности, постоянную массу и постоянный электрическийзаряд).

Если сей кв. объект  обладает массой, а наибольшая и наименьщая вероятность нахождения электрона в области орбитали (на разных рисункх)

часто изображается посредством соответствующего количества точек, то это означает, что  в пространстве атома чаше всего электроны (условно или как иначе),

но воспринимаютсяименно  как частицы.

 

В то же время он имеет волновой характер, так как его движение характеризуется длиной волны, частотой, явлениями дифракции и интерференции.

Не волновой характер, а волновые свойства. Он их имеет, так как его состояние описывается волновой функцией (решением волнового уравнения Шрёдингера).

Состояние атома с минимальной энергией наиболее устойчивое и называется основным состоянием или нормальным.

«Наиболее устойчивое» — это ужасно.

При сообщении энергии извне путем нагревания или другим путем, электрон, получив квант энергии, уходит из сферы притяжения ядра (т.е. нарушается связь электрона с ядром атома) в более высокое энергетическое состояние.

Своё ВНЯТНОЕ понимание КВАНТА КАК СОСТАВЛЯЮЩЕЙ ЧАСТИ ЭЛЕКТРОНА ИМЕЕТЕ?

«Путём нагревания» — это ужасно (атом или электрон нагреть нельзя).

«Квант энергии» — это ужасно (энергия не квантуется).

Если уж нарушена связь электрона с ядром, то электрон не «уходит в более высокое энергетическое состояние», а просто убегает из атома.

Еще раз. Читайте учебники, а не всякую дребедень.

Так какие силы и каким образом удерживают электроны в ОТДАЛЕНИИ  от ядра?

Электроны в атоме (в окрестности ядра) удерживаются электростатическими силами.

Это САМЫЙ ПОНЯТНЫЙ вам самому ответ?

Или из множества хороших учебников вы имеете что-либо более конкретное (от каких источников эти силы исходят, если их так много)?

Эти силы положительные или отрицательные и какого заряда результирующая от этих сил и куда направлена?

Ну хоть что-то из того, что вы сами понимаете!

 

zam
#60065 2024-02-21 15:21 GMT
#60040 Sopov :

Если он [электрон] может быть обнаружен в разное время в разных местах, то что и как он делает в перерыве между этими положениями?

Вряд ли можно обнаружить электрон дважды. Обнаружить электрон — это значит оказать на него весьма жёсткое воздействие. После этого он покинет атом, его потом не найти.

Следовательно, это и указывает на его возможное перемещение.

Ваше «следовательно» свидетельствует о том, что вы представляете электрон классически, как твёрдый шарик. А это недопустимо. Электрон — это квантовый объект, его поведение неваозможно описать уравнениями (и словами) классической физики. Тут нужна физика квантовая.

… наибольшая и наименьщая вероятность нахождения электрона в области орбитали (на разных рисунках) часто изображается посредством соответствующего количества точек

Это где же так изображается?

… то это означает, что  в пространстве атома чаше всего электроны (условно или как иначе), но воспринимаютсяименно  как частицы.

Ничего это не означает.

Своё ВНЯТНОЕ понимание КВАНТА КАК СОСТАВЛЯЮЩЕЙ ЧАСТИ ЭЛЕКТРОНА ИМЕЕТЕ?

Слова «квант» в современной физике нет. Есть только производные от него (квантовый, квантованный, квантуется, квантование...). И нужно понимать смысл этих терминов, чтобы их использовать.

У электрона нет составных частей, он фундаментален. По крайней мере так следует считать, пока эксперименты не укажут на обратное.

Электроны в атоме (в окрестности ядра) удерживаются электростатическими силами.

Это САМЫЙ ПОНЯТНЫЙ вам самому ответ?

Конечно. А вам тут что непонятно?

Или из множества хороших учебников вы имеете что-либо более конкретное (от каких источников эти силы исходят, если их так много)?

Эти силы (а точнее — силовые электростатические поля) созданы протонами, входящими в состав атомного ядра, и электронами.

Эти силы положительные или отрицательные и какого заряда результирующая от этих сил и куда направлена?

Силы не бывают ни положительными, ни отрицательными. Потому что это величины векторные, а векторы знака не имеют.

Сила взаимодействия электрона с протоном направлена так, что стремится их сблизить. Что и приводит к тому, что волновая функция электрона в атоме соответствует минимально возможной величине потенциальной энергии электрона.

Рекомендую почитать по электрон в потенциальной яме, ну, хотя бы, здесь: https://studopedia.ru/19_250723_elektron-v-potentsialnoy-yame.html    https://studopedia.ru/19_250723_elektron-v-potentsialnoy-yame.html   .

Sopov
#60071 2024-02-21 21:11 GMT
#60065 zam :
#60040 Sopov :

Если он [электрон] может быть обнаружен в разное время в разных местах, то что и как он делает в перерыве между этими положениями?

Вряд ли можно обнаружить электрон дважды. Обнаружить электрон — это значит оказать на него весьма жёсткое воздействие. После этого он покинет атом, его потом не найти.

Вы не переиначивайте суть?

Речь не о оказании на электрон ЖЁСТКОГО воздействия. Пусть будет атом, в котором есть множество электронов и этот атом находится в материале в условиях близких к равновесным.

Атому (так сказать) чуть-чуть колеблются передавая насколько можно малые порции энергии друг другу.

 

Следовательно, это и указывает на его возможное перемещение.

Ваше «следовательно» свидетельствует о том, что вы представляете электрон классически, как твёрдый шарик. А это недопустимо. Электрон — это квантовый объект, его поведение неваозможно описать уравнениями (и словами) классической физики. Тут нужна физика квантовая.

Вы моё восприятие со своей выдумкой моего восприятия не путайте! 

Моя модель атома с электронами и фотонами представлена здесь —

https://sfiz.ru/forums/post/53440#53440

тут хоть и присутствуют шарики, но это исключительно из простоты изображения. Могу использовать эллипсы, многогранники, но тогда и к этим формам придерётесь.

В результате вы критикуете свою ложь обо мне. Нехорошо поступаете.

… наибольшая и наименьщая вероятность нахождения электрона в области орбитали (на разных рисунках) часто изображается посредством соответствующего количества точек

Это где же так изображается?

Вы и это желаете оспорить? Suspicious

Тогда откройте химию за 8 класс, Г.Е. Рудзитис; Ф.Г. Фельдман Москва Просвещение 1995г.

Рис. 56 на стр. 116. Форма электронного облака в атоме водорода.

Вы даже ВИКИ не смотрели? Тогда и тут я вам помогу

https://ru.wikipedia.org/wiki/Электронное_облако

… то это означает, что  в пространстве атома чаше всего электроны (условно или как иначе), но воспринимаютсяименно  как частицы.

Ничего это не означает.

Мне уже не интересно, что лично для вас означает, а что не означает.

Своё ВНЯТНОЕ понимание КВАНТА КАК СОСТАВЛЯЮЩЕЙ ЧАСТИ ЭЛЕКТРОНА ИМЕЕТЕ?

Слова «квант» в современной физике нет.

 

Ммдааа!

Вы уже и до этого дошли!?

Тогда зайдите сюда —

https://ru.wikipedia.org/wiki/Квант

и поменяйте, точнее вообще выкинте из ВИКИ термин квант.

Электроны в атоме (в окрестности ядра) удерживаются электростатическими силами.

Это САМЫЙ ПОНЯТНЫЙ вам самому ответ?

Конечно. А вам тут что непонятно?

Мне НЕ понятно ваше понимание. Вы его никак не хотите показать.

Какого знака и от чего исходящая не позволяет электрону приблизиться к ядру? Или вы показываете своё понимание (без ссылок на учебник) или отсутствием такового показываете своё ПОЛНОЕ непонимание в этом аспекте.

Или из множества хороших учебников вы имеете что-либо более конкретное (от каких источников эти силы исходят, если их так много)?

Эти силы (а точнее — силовые электростатические поля) созданы протонами, входящими в состав атомного ядра, и электронами.

Эти силы положительные или отрицательные и какого заряда результирующая от этих сил и куда направлена?

Силы не бывают ни положительными, ни отрицательными. Потому что это величины векторные, а векторы знака не имеют.

Ну вот и покажите хотя бы как вектор — от чего исходит та сила, которая исходящая не позволяет электрону приблизиться к ядру?

Или ещё придумаете повод уйти от ответа?   Smile

Сила взаимодействия электрона с протоном направлена так, что стремится их сблизить. Что и приводит к тому, что волновая функция электрона в атоме соответствует минимально возможной величине потенциальной энергии электрона.

Рекомендую почитать по электрон в потенциальной яме, ну, хотя бы, здесь: https://studopedia.ru/19_250723_elektron-v-potentsialnoy-yame.html    https://studopedia.ru/19_250723_elektron-v-potentsialnoy-yame.html   .

Вы прочитали? Поняли? Если ДА, то и покажите то, что поняли.