Fotografia elektronu
Jak traktujemy poruszający się elektron w atomie?
jako punktową cząstkę krążącą po orbicie jako chmurę ładunku o stałej gęstości otaczającej jądro jako falę biegnącą, dla której pojęcie toru jest pozbawione sensu chmurą ładunku o zróżnicowanym prawdopodobieństwie jego znalezienia w danej odległości od centrum nie wiem, wyświetl podpowiedź |
Rozwiązanie
Elektrony mają naturę podwójną i możemy je w atomie traktować jako falę materii. Ruch poruszających się cząstek opisujemy za pomocą równań mechaniki kwantowej (równanie Schrödingera). Jest to skomplikowane matematycznie zadanie. Okazuje się, że elektron może znajdować się w pewnym obszarze atomu lub molekuły zwanym orbitalem.
W teorii atomu Bohra (ogłoszony w 1913 roku) przyjmowało się, że elektrony poruszają się wokół jądra po orbitach kołowych. Rozwój mechaniki kwantowej doprowadził do poglądu, że nie można ściśle określić toru elektronu. Można jedynie podać prawdopodobieństwo, że elektron znajduje się w danym elemencie przestrzeni. Na przykład, jeśli weźmiemy pod uwagę atom wodoru to elektron może być wszędzie - blisko jądra i gdzieś daleko w przestrzeni, ale maksimum prawdopodobieństwa znalezienia elektronu przypada na powłokę sferyczną o środku w jądrze i promieniu równym promieniowi atomu Bohra. Prawdopodobieństwo znalezienia elektronu w różnych obszarach określa funkcja falowa będąca rozwiązaniem równania Schrödingera. Prawdopodobieństwo znalezienia cząstki w określonym elemencie przestrzeni i czasie jest proporcjonalne do kwadratu modułu tej funkcji. Tak więc koncepcja elektronów na ustalonych orbitach zastąpiona została koncepcją rozkładu prawdopodobieństwa znalezienia elektronu w obszarze wokół jądra, czyli orbitalem atomowym. Można również orbital traktować jako rozkład ładunku elektrycznego (uśredniony w czasie) albo "chmurę ładunku". Prawdopodobieństwo znalezienia ładunku jest różne w zależności od odległości od centrum. Orbital przedstawia się jako powierzchnię (kontur orbitalu) zamykającą przestrzeń, w której jest bardzo duże prawdopodobieństwo znalezienia elektronu.
A teraz jeszcze o tytule. Ostatnio udało się rzeczywiście sfotografować elektron.
powrót do pytań |