Mail.ruПочтаМой МирОдноклассникиВКонтактеИгрыЗнакомстваНовостиКалендарьОблакоЗаметкиВсе проекты

Не могу понять! Как электроны с p-, d- и f-орбиталями при своем движении проходят сквозь сверхплотное ядро??..

Василий Берсан Гуру (2806), закрыт 13 лет назад
Все эти орбитали имеют форму растянутой восьмерки - "знак бесконечности" в математике. Электрон в своем движении дважды за период обращения проходит через точечный центр симметрии электронного облака, который совпадает с геометрическим центром ядра атома.
Как электрон "умудряется" пройти сверхплотное ядро с положительным зарядом, многократно превышающим единичный заряд электрона??.. Не понимаю!... Кто объяснит?
Лучший ответ
rafael ahmetov Высший разум (122511) 13 лет назад
Прежде всего, не электроны с p-, d- и f-орбиталями, а электроны, занимающие p-, d- и f-орбитали. Само слово орбиталь, хотя и произошло от слова "орбита", с "орбитой" не имеет ничего общего. Электрон не движется по "орбите", он находится где-то внутри орбитали, а как он движется внутри орбитали, и движется ли вообще, мы, на современном этапе развития науки, знать не можем, по крайней мере так гласит принцип неопределенности Гейзенберга. Грубо говоря, орбиталь - это область пространства, в которой вероятность нахождения электрона близка к единице, или еще грубее - область пространства, в которой может находиться электрон. Форму восьмерки, тем более растянутой, наподобие знака бесконечности не имеет ни одна орбиталь. Форму 2р-орбитали лучше всего представить так. Возьмем детский резиновый мяч, разрежем его листом стекла пополам, обе половинки мяча приклеим к стеклу, чтобы они вместе опять составляли шар, но "разрезанный" листом стекла. Где-то в центре мяча, внутри стеклянной пластинки, находится ядро. Электрон может находиться в любой точке внутри мяча, но внутри стеклянной пластинки находиться не может. Это и будет очень грубая модель 2р-орбитали. Если мы разрежем эту модель 2р-орбитали еще одной стеклянной пластинкой, перпендикулярно первой, и опять приклеим половинки к стеклянной пластинке, то получим модель 3d- орбитали. Далее, если мы разрежем эту модель еще одной стеклянной пластинкой, перпендикулярно обоим предыдущим пластинкам, и опять приклеим, то получим грубую модель 4f-орбитали. Эти 3 стеклянные пластинки расположены как плоскости XOY, YOZ и XOZ в декартовой системе координат. Другие орбитали (3р, 4р, 5р, 6р, 4d, 5d, 6d, 5f,6f и прочие) "устроены еще сложнее. Изображение в виде восьмерки используют для чисто схематического указания на то, что речь идет о р-орбитали. Вероятность нахождения электрона в ядре для всех орбиталей строго равна нулю, поэтому электрон и не должен проходить сквозь ядро. Более того, размеры ядра порядка 10^(-15) м, а например 2р-орбитали порядка 10^(-10) м. Представьте горошину внутри шара радиусом 100 м, и внутри этого шара "летает" маковое зернышко. Разве горошина ему может помешать? . А если быть честным до конца, то все эти орбитали - плод измышлений математиков, вернее не измышлений, а попыток математиков объяснить химикам, как же может быть устроен атом водорода. Уравнение Шредингера точно решено только для атома водорода, т. е для системы (1 протон + 1 электрон) . Решения получаются в комплексных числах. Вы можете представить себе шар диаметром к примеру (10+5*i) нанометров? . Числа я взял с потолка, так как не математик, и их решений я не понимаю. Для более сложных атомов, даже для атома гелия, методов точного решения уравнения Шредингера пока не нашли, и неизвестно, можно ли вообще решить такие уравнения. Все объяснения строения атома на основе орбиталей, только мысленные модели, опираясь на которые удается "объяснить и якобы понять", как атомы взаимодействуют друг с другом при образовании молекул.
Василий БерсанГуру (2806) 13 лет назад
Благодарю за содержательный ответ. но...
"Электрон ...находится где-то внутри орбитали, а как он движется ...и движется ли вообще, мы, на современном этапе развития науки, знать не можем" Если этот тезис взять за основу, то все модели орбиталей не более чем условность...
И все ж таки, насколько я Вас понял, внешняя конфиграция всех орбиталей представляет собою шар. 2s и 2p-орбитали отличаются размерами? Дальше - со стеклом понятно - но в реалии: какова природа этой границы, чем она обусловлена и как электрон перескакивает из одной половинки "шара" в другую?...
И по поводу уравнения Шредингера, которое описывает вероятности проявлений электрона, т.е. электрон не находится все время в проявленном состоянии: как было сказано выше в комментариях - он то появляется, то исчезает!! Я правильно понял?...
rafael ahmetov Высший разум (122511) Конечно условность, я же написал "А если быть честным до конца, то все эти орбитали - плод измышлений математиков, вернее не измышлений, а попыток математиков объяснить химикам, как же может быть устроен атом водорода". Теперь подробнее о том, что такое орбиталь. Рассмотрим 1s-орбиталь атома водорода. Пусть упомянутая выше горошина (при увеличении в 10^13 раз) представляет собой ядро. Теперь каким-то образом во всех точках пространства вокруг этой горошины укажем вероятности нахождения электрона. Например будем заполнять пространство вокруг горошины песчинками. Примем условно, что одна песчинка соответствует вероятности 1/1000000000, а для представления вероятности, равной 1, нам потребуется миллиард горошин. Чем больше вероятность нахождения электрона, тем больше песчинок в единице объема. Так, вблизи горошины песчинки будут располагаться наиболее плотно (насколько плотно мы сможем их поместить). Чем дальше от горошины, тем реже будут располагаться песчинки.
Остальные ответы
littlestrow littlestrow Мыслитель (5830) 13 лет назад
То условно все.
Электроны в привычном смысле слова не летают, как спутники вокруг планет.
Электронное облако - лишь зона наиболее вероятного появления электрона.
А так, он исчезает и мгновенно появляется в другом месте.
Корпускулярно-волновой дуализм, чего ты хотел.. .
Принцип неопределенности Гейзенберга.. .
Это все ученые придумали, а мы теперь мучаемся.. . (Не могли попроще придумать, устройство материи. )

Василий БерсанГуру (2806) 13 лет назад
Принцип неопределенности Гейзенберга постулирует невозможность одновременного определения времени и координат местонахождения электрона, но мой вопрос не касается времени, а только динамики движения. А вот то, что электрон, то появляется, то исчезает - вполне объясняет его "умение перепрыгнуть" через ядро. Но возникает новый вопрос, даже два. КАК ОН ЭТО ДЕЛАЕТ?? И является ли электрон вообще ЧАСТИЦЕЙ или это всего лишь проекция ума??
littlestrow littlestrow Мыслитель (5830) Электрон немножко частица, немножко - волна.
Александр Максимов Просветленный (41902) 13 лет назад
Никто пока не объяснит, потому-что электрон это не только частица, но и волна
Виталий Чекрыгин Мудрец (11738) 13 лет назад
ошибочность этой теории уже доказана.... точнее не скажу, только Харькоские физики выстроили и сфотографировали цепь электронов из атомов углерода, и ни о каких облаках там речь не шла.... мир гораздо проще и интереснее!!!
Василий БерсанГуру (2806) 13 лет назад
Можно несколько подробней об этих опытах - или ссылку хотя бы...
Andrey NevermindГуру (4558) 13 лет назад
теория включает в себя и матем. аппарат, который, думается, хорошо оправдывает себя на практике, ломать то не строить, замена мат аппарату уже есть? если нет - теория обязана продолжать жить во имя практики, даже если в ней есть концептуальные дефекты. Вот так то
Василий Берсан Гуру (2806) Теория считается научной, если имеет опытное подтверждение. Математика в своих творческих разработках пытается всего лишь оцифровать реальность, подогнать ее под мерки разума. Но описание реальности, выполненное даже с математической точностью, всего лишь ОТРАЖЕНИЕ. Алтернатива разумного постижения Истины ЕСТЬ - непосредственное восприятие Реальности без мышления...
Rain_DogМастер (1879) 13 лет назад
Как можно выстроить цепь электронов из атомов углерода?! =))))
Сергей Логинов Оракул (87541) 6 лет назад
Математика имеет принцип "по продолжению" для того, чтобы ф-ции получались проще. Вот орбиталь по продолжению и проходит через ядро, но с вероятностью ноль на ней м. б. электрон — получается гладкая ф-ция, без разрывов, с нулём в ядре. Оч-чень удобно жуликам от математики, но — законно! Вот сколько у тебя штрафов? Они есть, но, наверное, их есть в кол-ве нуля. Здорово?

Добавлю: машину можно уметь водить от нуля до бесконечности. Ты на каком уровне?
Похожие вопросы