Nor de electroni
termenul de nor de electroni descrie zona din jurul unui nucleu atomic unde electronii vor fi probabil. Este, de asemenea, descrisă ca orbita „fuzzy” a unui electron atomic.un electron legat de nucleul unui atom este adesea considerat ca orbitând în jurul nucleului în același mod în care o planetă orbitează în jurul unui soare, dar aceasta nu este o vizualizare validă. Un electron nu este legat de gravitație, ci de Coulombforce, a cărei direcție depinde de semnul încărcării particulelor., (Amintiți-vă, opusele atrag, astfel încât electronul negativ este atras de protonul pozitiv din nucleu.) Deși atât Coulomb, cât și forțele gravitaționale depind invers de pătratul distanței dintre obiectele de interes și ambele sunt forțe centrale, există diferențe importante. În imaginea clasică, o particulă încărcată de accelerare, cum ar fi electronul (un corp care circulă schimbă direcția, deci accelerează întotdeauna) ar trebui să radieze și să piardă energie și, prin urmare, să se spirală spre nucleul atomului—dar nu.,deoarece discutăm despre un sistem foarte mic (microscopic), un electron trebuie descris folosind reguli mecanice cuantice, mai degrabă decât regulile clasice care guvernează mișcarea planetară. Conform mecanicii cuantice, un electron poate fi o undă sau o particulă, în funcție de modul în care este măsurată. Datorită naturii sale de undă, nu putem prezice niciodată unde în orbita sa în jurul nucleului se va găsi un electron. Putem doar
calcula dacă există o mare probabilitate ca acesta să fie localizat în anumite puncte când se face o măsurare.,prin urmare, electronul este descris în ceea ce privește distribuția probabilității sau densitatea de probabilitate. Acest lucru nu are puncte de cutoff definite, marginile sale sunt oarecum neclare. Prin urmare, termenul ” nor de electroni.”Această distribuție de probabilitate „tulbure” are forme diferite, în funcție de starea atomului. La temperatura camerei, majoritatea atomilor există în starea lor de sol (cea mai mică energie). Dacă se adaugă energie—prin fotografierea unui laser la ea, de exemplu-electronii exteriori pot „sări” la o stare mai înaltă (gândiți-vă la o orbită mai mare, dacă ajută)., Conform mecanicii cuantice, există doar anumite stări specifice la care un electron poate sări. Acestea sunt etichetate prin numere cuantice. Literele care desemnează numerele cuantice de bază sunt n, l și m, unde n este numărul cuantic principal sau energetic, l se referă la momentul unghiular orbital al electronului, iar m este un număr cuantic magnetic. Numărul cuantic principal n poate lua valori întregi de la 1 la infinit. Pentru același electron, l poate fi orice număr întreg de la 0 la (n -1), iar m poate avea orice valoare întreagă de la– l La l. de exemplu, dacă n = 3, putem avea stări cu l = 2, 1 sau 0., Pentru statul cu n = 3 și l = 2, am putea avea m = -2, -1, 0, 1 sau 2.fiecare set de numere cuantice N, l, m descrie o distribuție de probabilitate diferită pentru electron. Un n mai mare înseamnă că electronul este cel mai probabil să fie găsit mai departe de nucleu. Pentru n = 1, l și m trebuie să fie 0, iar norul de electroni din jurul nucleului este sferic. Pentru n = 2, l = 0, există două cochilii sferice concentrice de probabilitate despre nucleu. Pentru n = 2, L = 1, norul este mai în formă de barbell. Putem avea chiar și o formă de margarete atunci când l = 3. Distribuțiile pot deveni destul de complicate.,
experimentul a verificat aceste distribuții pentru atomii de un electron, dar calculele funcției de undă pot fi foarte dificile pentru atomii cu mai mult de un electron în carcasa lor exterioară. De fapt, atunci când mișcarea mai multor electroni este luată în considerare, poate dura zile pentru ca cel mai mare computer să emită distribuții de probabilitate chiar și pentru o stare joasă, iar aproximările simplificate trebuie adesea făcute.,în general, însă, ecuația cuantică a undelor mecanice, dezvoltată de Schrödinger în 1926, oferă o descriere excelentă a modului în care se observă că lumea microscopică se comportă și trebuie să recunoaștem că, deși mecanica cuantică poate să nu fie precisă, este exactă.