Articles

Electron Cloud

udtrykket electron cloud beskriver området omkring en atomkerne, hvor elektroner sandsynligvis vil være. Det beskrives også som den” Fu..y ” bane af en atomelektron.

en elektron bundet til kernen i et atom er ofte tænkt som kredser kernen i stort set samme måde, at en planet kredser en sol, men dette er ikke en gyldig visualisering. En elektron er ikke bundet af tyngdekraften, men af Coulombforce, hvis retning afhænger af tegn på partiklernes ladning., (Husk, modsætninger tiltrækker, så den negative elektron tiltrækkes af den positive proton i kernen. Selv om både Coulomb og gravitationskræfter afhænger omvendt af kvadratet af afstanden mellem genstande af interesse, og begge er centrale kræfter, er der vigtige forskelle. I det klassiske billede skal en accelererende ladet partikel som elektronen (et cirkellegeme ændrer retning, så det altid accelererer) udstråle og miste energi og derfor spiral ind mod atomets kerne—men det gør det ikke.,

da vi diskuterer et meget lille (mikroskopisk) system, skal en elektron beskrives ved hjælp af kvantemekaniske regler snarere end de klassiske regler, der styrer planetarisk bevægelse. Ifølge kvantemekanik kan en elektron være en bølge eller en partikel, afhængigt af hvordan den måles. På grund af dens bølgeart kan vi aldrig forudsige, hvor i sin bane omkring kernen en elektron vil blive fundet. Vi kan kun

beregne, om der er stor sandsynlighed for, at den vil være placeret på bestemte punkter, når der foretages en måling.,

elektronen er derfor beskrevet med hensyn til dens sandsynlighedsfordeling eller sandsynlighedsdensitet. Dette har ikke bestemte afskæringspunkter; dets kanter er noget uklar. Derfor udtrykket ” elektronsky.”Denne” overskyede ” sandsynlighedsfordeling antager forskellige former afhængigt af atomets tilstand. Ved stuetemperatur findes de fleste atomer i deres jord (laveste energi) tilstand. Hvis der tilføjes energi—ved at skyde en laser på den, for eksempel-kan de ydre elektroner “hoppe” til en højere tilstand (tænk større kredsløb, hvis det hjælper)., Ifølge kvantemekanik er der kun visse specifikke tilstande, som en elektron kan hoppe på. Disse er mærket med kvante tal. De bogstaver, der betegner grundlæggende quantum numre er n, l og m, hvor n er hovedstolen eller energi kvantemekanikken, l vedrører elektron-orbital angular momentum, og m er en magnetisk kvantemekanikken. Hovedkvantetallet n kan tage heltalsværdier fra 1 til uendelig. For den samme elektron kan l være et heltal fra 0 til (n -1), og m kan have en heltalværdi fra– L til l. For eksempel, hvis n = 3, kan vi have tilstande med l = 2, 1 eller 0., For staten med n = 3 og l = 2 kunne vi have m = -2, -1, 0, 1 eller 2.

hvert sæt af N, l, M quantumuantum tal beskriver en anden sandsynlighedsfordeling for elektronen. En større n betyder, at elektronen sandsynligvis findes længere fra kernen. For n = 1 skal l og m være 0, og elektronskyen omkring kernen er sfærisk. For n = 2, l = 0 er der to koncentriske sfæriske skaller af sandsynlighed omkring kernen. For n = 2, l = 1 er skyen mere barbellformet. Vi kan endda have en daisy form, når l = 3. Distributionerne kan blive ret komplicerede.,

eksperiment har verificeret disse fordelinger for en-elektronatomer, men bølgefunktionsberegningerne kan være meget vanskelige for atomer med mere end en elektron i deres ydre skal. Faktisk, når der tages højde for bevægelsen af mere end en elektron, kan det tage dage for den største computer at udsende sandsynlighedsfordelinger for endda en lavtliggende tilstand, og forenkling af tilnærmelser skal ofte foretages.,

generelt giver den kvantemekaniske bølgeligning, som udviklet af Schr .dinger i 1926, en fremragende beskrivelse af, hvordan den mikroskopiske verden observeres at opføre sig, og vi må indrømme, at selvom kvantemekanik måske ikke er præcis, er den nøjagtig.