Естественные науки

Какого черта электрон движется по кругу и не падает на ядро?

С какого он не стоит на месте, если действия сил скомпенсированы?
"...С какого он не стоит на месте, если действия сил скомпенсированы?.. "
"...что электрон летает не покругу, а по непойми какой траектории,... "
"...И к чему этот спор про круговую орбиту, ведь ясно имеется в виду, что круговая орбита - это орбита по окружности, не придирайтесь к словам, когда смысл очевиден... "
1. Состояние электрона в атоме описывается волновой функцией. Квадрат модуля ее амплитуды (|ψ|²) - функция плотности вероятности электронной плотности, квадрат модуля амплитуды, помноженный на элемент объема - функция радиального распределения вероятности (|ψ|²*dV).
Таким образом, электрон не имеет определенного положения в атоме.
2. Состояние электрона в атоме - стоячая волна электронной плотности, которая образует электронную орбиталь, область наибольшей вероятности обнаружения электрона. Потому электронное состояние в атоме не характеризуется скоростью движения электрона. Иначе неопределенность координаты была бы такой большой, что превышала бы размеры атома. Есть лишь момент импульса у стоячей волны.
Кстати, функция радиального распределения вероятности для электрона в некоторых состояниях (s, например) в области ядра ненулевая, так как ядро имеет ненулевые размеры. Потому возможен электронный захват в протонизбыточных ядрах.
3. Каждая орбиталь имеет свою форму. s-орбиталь - сферическая, p-орбиталь, из-за интерференции плотности p-волны с плотностью s-волны - гантелеобразная, и т. д.
4. Электронное состояние в атоме - стационарное (см. ответ Валентины) . Для атома водорода такие состояния определяют через волновую функцию, решая уравнение Шредингера для стационарного состояния.

"...Электромагнитная сила между электроном и протоном отталкивает или притягивает заряды?.. "
Разумеется, притягивает. В общем, существует несколько факторов, определяющих электронное состояние в атоме - электронное электростатическое и обменное взаимодействия, количество главных максимумов орбитали у ядра и т. д.
Можно разобрать это (разумеется, упрощенно) на примере наинизшей энергии электрона в атоме водорода (ежэлектронное взаимодействие отсутствует) .
Наименьший импульс электронного состояния соответствует импульсу, который равен неопределенности собственного значения. Тогда
Δpx*Δx ≥ h',
или, с учетом написанного,
px(min) = h'/Δx = h'/r, (1)
где r - радиус орбитали, соответствующей наинизшему по энергии состоянию.
Выражение для полной энергии электрона в атоме, с учетом (1):
E = Ek + Ep = p²/2*m - k*q²/r = h'²/2*m*r² - k*q²/r. (2)
Величину r, соответствующую минимальной полной энергии, можно найти через производную (2) по r:
dE/dr = -h'²/m*r³ + k*q²/r² = 0 => r(min) = -h'²/k*q²*m. (3)
Подставляя (3) в (2), можно получить выражение для минимальной полной энергии:
E(min) = k²*q^4*m/2*h'² - k²*q^4*m/h'² = -k²*q^4*m/2*h'² = -13.6 эВ.
Если же дальше уменьшать расстояние r, то принцип неопределенности приведет к гигантской неопределенности импульса, и слагаемое в (2), соответствующее кинетической энергии Ek, будет велико. Если же увеличивать расстояние r, то слагаемое, соответствующее потенциальной энергии Ep, будет велико.
Вот вам, в упрощенном (!) виде, два фактора, определяющих минимальную энергию электрона и радиус орбитали в атоме водорода.
Alex B
Alex B
3 059
Лучший ответ
Alex B "...соответствующее потенциальной энергии Ep, будет велико..."
Точнее, будет давать слишком малый отрицательный вклад в полную энергию.
Электрон не движется по кругу, а просто находится в области атома, включающей ядро. Почему он не падает? Потому что он не может стать локализованным в такой малой области, как ядро атома. Для этого ему нужна была бы куча энергии - чем больше энергия, тем меньше, грубовато говоря, объем, в котором существует частица. Иначе говоря, он уже упал на ядро, но не может сжаться до его размеров, а обволакивает ядро. Более точно, обволакивает ядро область, в которой может быть зафиксирован электрон при определении его местонахождения - орбиталь этого электрона.
Ольга Булкина
Ольга Булкина
81 476
Галина Нестерова а почему тогда протон ( и нейтрон ) смог стать локализованным в ядре атома, а электрон не смог?
блин, читаю ответы, настоящая кинокамедия, нужно к вам часто заходить, читать и смеятся, спасибо, вы мне подняли настроение.
каждая частица движется по законам вечного идеала, ваши условные измерения для неё бесконечность.
Натали *
Натали *
59 791
P.s. Ваша Олеся :* Карен, с такой надменностью Вы смеетесь над нами, а сами такую чушь несете, смеху больше, чем в предыдущих шутливых ответах!
:)))))
Вы наверно учились в церковно приходской?
Zhassulan Sabirov Так вечный идеал же РАЗЛАГАЕТСЯ!
Иди и учи теорему Ласкера-Нётер....
орбита электрона - понятие некорректное, оно применяется только как аллегория, для удобства пояснения.
более правильно говорить "энергетический уровень"
Саня Васильева
Саня Васильева
80 688
Не падает, потому что не излучает (постулаты Бора) . Без квантовой механики по-другому не объяснить.
Насик Нуртазин
Насик Нуртазин
71 100
А Вы внимательно прочитали какие у электрона бывают орбиты?
И что все они круговые?
Как ни странно КРУГОВЫХ вообще не бывает!!! !
Бывают шарообразные s.
А еще p, d, f. Они еще причудливее!
А силы?
В квантовой механике законы другие.
Вот и надо это изучать в школе, высшей школе... .
Так просто в "ответах" на пальцах объяснять не хватит времени и места.
Ирина Батурина
Ирина Батурина
65 789
Натали * электрон движется с бесконечной скоростью во все координат осей одновременно, поэтому вы можете условно видеть один вариант.
круговых не бывает? не смешите, до них нужно дорасти. как и до бесконечности вариантов.
простите, это не для вашего разума.
вы обязаны искать начало и конец.
не падает на ядро? - а как он упадёт : ядро-то СБОКУ !
Галина Нестерова сбоку? а когда электрон сверху, ему же одна дорога - вниз ! ))
Вы, наверно, думаете, что электрон - это такой маленький шарик, который крутиться вокруг шарика - ядра и не падает на него почему-то?
Нет, электрон - это такое облачко, размазанное почти равномерно на некотором уровне вокруг облачка ядра. Свойства у облачка такие, что у него либо много энергии, чтобы приблизиться к ядру, либо мало энергии, чтобы удалиться от ядра. Вот облачко и не смещается.
Aigerymka Balapanka
Aigerymka Balapanka
49 544
Михаил Рейхерт Да скорее всего это поле.
Галина Нестерова я не знаю как выглядит электрон, не видел я его! у меня вообще смысл вопроса в другом: почему электрон не падает на ядро, какие силы им управляют? Может, я не так просто вопрос задал. А что, электрон это, действительно, облачко? оно как сфера или как?
По простому если объяснять: между ядром и электронами действуют электростатические силы + не стоит забывать, что уединенный атом почти нигде не встречается, следовательно, учитывается и взаимодействие с другими частицами - вот отсюда и вытекает, что несмотря на разные знаки зарядов у ядра и электрона он не падает)))
Галина Нестерова так все же, есть между ними электр.магн. сила - она притягивает вроде, есть сила грави притяжения - она тоже должна притягивать, причем больше, чем к другим частицам, расстояние мало! а что тогда отталкивает, какая сила?
Вы слыхали про центрифугу для электронов? Так вот она их сепарирует на край диска, а многие и вылетают нахрен вообще.... В связи с этим у меня тоже вопрос: Когда центрифуга остановится откуда возьмутся в ней недостающие электроны?
Миша Пунько
Миша Пунько
17 208
Зациклился.
Судьба у него такая.
тебе кто сказал что он движется по кругу? это наглая ложь!
Галина Нестерова а как он движется, уж не зигзагами ли? ))
ты ведь тоже на ядро земли не падаеш и движешся при этом засренец этакий
Галина Нестерова у меня то под ногами земля, а у электрона что? ))
Oskar Miloshevich да логика конечно :"ЗАСТРЕЛИЧЕСКАЯ"
Причитал все ответы, толком никто объяснить ничего не может. Какая разница какая у него орбита.
Скажем так, в планетарной модели ядра электрон движнться аналогично движению земли вокруг Солнца. Только вместо гравитации действуют электростатические силы.
В квантовой модели электронная в ядре имеет волновые свойства, со всеми вытекающими...