Nowy model atomow-objasnienie naukowe

[pies_na_teorie]

Ktos na tym forum pokazal fajny obrazek, szkoda zeby sie zmarnowal, bo jest w konwencji wielkanocnego pisklecia/kurczaka i prezentu przy okazji. Co prawda Gosc wstepnie wystraszyl sie rozwazan nad nowym modelem atomow, ale jest ok. , a byc moze znajdzie sie tez ktos inny chetny do dyskusji i konstruktywnej krytyki.



zrodlo:
www.matematicasvisuales.com/images/geometry/space/stellatedoctahedron/stellatedoctahedron1.jpg
Dotychczas brakowalo modelu geometrycznego, byl tylko lewy wzor ( z wyjatkami ) z matematycznymi fantasmagoriami.

Jest dosc nieoczekiwane zalozenie, poparte jednak eksperymentami ( w odroznieniu od wiekszosci teorii fizycznych), pozwalajace elektronowi ujawnic jego nieznana nature tj.
zmiane bytu na pozyton i odwrotnie.

W srodku osmioscianu jest jadro dowolnego atomu.

Maksymalnie 2 elektrony/pozytony odpowiadajace atomowi Helu poruszaja sie ruchem oscylujacym/drgajacym w poblizu linii laczacej wierzcholki piramidek tworzacych osmioscian i zawierajacej jego srodek. W swym ruchu zakreslaja obwiednie, ktore chemicy nazywaja orbitalami.

W atomach wiekszych od Helu nastepna warstwa ( maksymalnie 8 elektronow/pozytonow) porusza sie ruchem drgajacym w przyblizeniu po wysokosciach czworoscianow dokladanych do scian osmioscianu, czyli po liniach laczacych srodek osmioscianu z wierzcholkami tzw. gwiazdy Keplera (stella octangula), ktorej wierzcholki sa tez wierzcholkami odpowiedniego szescianu. Przy maksymalnej obsadzie jest to model atomu Neonu.



Nastepne drgajace warstwy elektronow/pozytonow musza sie wkomponowac pomiedzy wyznaczone osie bazowe drgan jw. i kolejne (cos jakby na zasadzie indukcji matematycznej).

Mile widziany bedzie wspoludzial w rozbudowie tego modelu i konstruktywna krytyka wskazujaca sposoby weryfikacji.

[alsor]

Dla 8 elektronów optymalna konfiguracja nie jest sześcianem.

Są tam dwa kwadraty jeden nad drugim, ale obrócone o 45 stopni...
nie wiem co za bryła... gdy połączmy wierzchołki wtedy będzie tam:
2 te kwadraty i chyba 8 trójkątów, razem 10 ścian.

a nawet jest coś takiego:
en.wikipedia.org/wiki/Square_antiprism

Tlen, woda...

[pies_na_teorie]

alsor napisał:

> Dla 8 elektronów optymalna konfiguracja nie jest sześcianem.
>
dopiero dla 10 el. optymalna konfiguracja jest szescianem: 2 + 8 =10,

Przy 8 el. jest tlen, czyli 2 el. drgaja sobie w poblizu srodka jakby w ramach wewnetrznego osmioscianu, a 6 drga po przekatnych szecianu w poblizu wierzcholkow.

Pozostaja jakby 2 wglebienia przy 2 nie obsadzonych wierzcholkach, no i tam moga sie
wcisnac elektrony wodorowe ... tak powstaje czasteczka wody. Tu nalezy przywolac ten kat ok 109 st. pomiedzy przekatnymi szescianu.

> Są tam dwa kwadraty jeden nad drugim, ...
>
> a nawet jest coś takiego:
> en.wikipedia.org/wiki/Square_antiprism
>
Sa rozne modele, ale chyba zaden (tak jak moj) nie uwzglednia mozliwosci zmiany znaku przez elektron. Autorzy musieli przyjmowac rozne zalozenia, zeby jakos sprostac rzeczywistosci, stad rozne czasem karkolomne kombinacje...

[alsor]

> dopiero dla 10 el. optymalna konfiguracja jest szescianem: 2 + 8 =10

Raczej odpada: sześcian ma ponad 15% mniejszą energię wiązań
od tego optymalnego - obrócone o 45 stopni dwa kwadraty...

> Przy 8 el. jest tlen, czyli 2 el. drgaja sobie w poblizu srodka jakby w
> ramach wewnetrznego osmioscianu, a 6 drga po przekatnych szecianu
> w poblizu wierzcholkow.

Takie są wiązania pomiędzy cząsteczkami z kilkoma el., ale nie wodorowe.
Wiązania wodoru polegają na przyciąganiu protonu z tego wodoru
przez jeden z elektronów innego atomu.

Tak to wygląda:
O ----e ---

Obiecujaca alternatywa

[pies_na_teorie]

alsor napisał:

> > dopiero dla 10 el. optymalna konfiguracja jest szescianem: 2 + 8 =10
>
> Raczej odpada: sześcian ma ponad 15% mniejszą energię wiązań
> od tego optymalnego - obrócone o 45 stopni dwa kwadraty...
>
Mysle, ze warto rozwazac przy modelu alternatywnym. Jakby echo takiego zalozenia daje sie zauwazyc rozklad elementow w tym przestrzennym modelu CO2 przywolanym przez petruccia.

[alsor]

> Jakby echo takiego zalozenia daje sie zauwazyc rozklad
> elementow w tym przestrzennym modelu CO2 przywolanym przez petruccia.

Przecież to jego jest chyba nieprawidłowe -
rozkład ładunków nie będzie zgodny ze zmierzonym kwadrupolem.

O=C=O

i C to czworościan, a O ośmiościany,
więc to idealnie można dopasować:
2 elektrony z czworościanu ustawiają są bliżej tlenu,
bo tlen ma większą elektroujemność,
tz. pole z protonów jądra silniejsze w odl. = promień atomu;
W tlenie elektrony są bliżej jądra - atom tlenu jest nieco mniejszy od C.

Dlaczego 2 ?

[pies_na_teorie]

Jaka jest geometryczna interpretacja czynnika 2 we wzorze na max.
ilosc elektronow na tzw. powlokach? Wiadomo, czy nie ?
( 2 x n^2 )

[petrucchio]

Bo n-ta powłoka ma (w zasadzie) n podpowłok, na k-tej podpowłoce mieści się 2+4(k-1) elektronów, a zatem do zapełnienia n-tej powłoki potrzeba

(2+0) + (2+4) +...+ (2+4(n-1)) =
2n+4(0+1+...+(n-1)) =
2n + 4((n-1)*n/2) =
2n + 2n^2 - 2n =
2n^2 elektronów

Teraz możesz zapytać "dlaczego 2+4(k-1)", ale tu już trzeba trochę wiedzieć o liczbach kwantowych, stanach kwantowych elektronów i ich zliczaniu. Najlepiej doczytaj to sobie w podręczniku fizyki.

W grubym uproszczeniu: liczba l = k-1, znana jako poboczna liczba kwantowa, związana jest z kształtem orbitalu. Dla l = 0 orbital jest sferyczny i może mieć tylko jedną orientację w przestrzeni. Dla l=1 i l=2 kształt orbitalu się komplikuje (są to odpowiednio "hantle" i "koniczynka czterolistna" lub "hantla otoczona torusem"); kształty orbitali dla l=3 są jeszcze bardziej egzotyczne, trzeba więc wprowadzić kolejną liczbę kwantową m, określającą orientację przestrzenną orbitalu. Liczba m przyjmuje wartości z zakresu -l, ..., 0, ... +l, tzn. ma 3 możliwe wartości dla l=1 (odpowiadające ułożeniu hantli w jednym z trzech wzajemnie prostopadłych kierunków), 5 dla l=2 oraz 7 dla l=3 (po szczegóły odsyłam do podręczników).

Liczba orbitali dla danego l wynosi zatem 1+2l, ale ponieważ każdy orbital może być zajęty przez dwa elektrony o przeciwnych spinach, ogółem na podpowłoce o numerze k = l+1 mieści się 2*(1 + 2(k-1)) czyli 2 + 4(k-1) elektronów.

Podsumowanie

[petrucchio]

Jeszcze raz podsumowując w skrócie: na n-tej powłoce mieści się maksymalnie 1 + 3 + ... + (2n-1) = n^2 orbitali, a każdy z nich mogą zajmować dwa elektrony o przeciwnych spinach (stąd właśnie czynnik 2).

Watpliwosci i propozycja

[pies_na_teorie]

petrucchio napisał:

> Jeszcze raz podsumowując w skrócie: na n-tej powłoce mieści się maksymalnie 1 +
> 3 + ... + (2n-1) = n^2 orbitali, a każdy z nich mogą zajmować dwa elektrony o
> przeciwnych spinach (stąd właśnie czynnik 2).
>
Dosc karkolomne zestawienie, z uwagi na odpychanie elektronow. Jak wygladalby
model helu z 2 elektronami po jednej stronie jadra. Przeciez sie rozleca...

... no i pozostaje kwestia atomow z nieparzysta jednak liczba elektrnow, czyli
jednak w ktoryms orbitalu musialby byc jednen elektron. Dlaczego nie mialoby
byc wiecej orbitali z pojedynczymi elektronami, skoro sa takie przypaski ?
A moze wszystkie o. maja pojedyncze elektrony, czemu nie ?

Duzo ciekawiej i poprawnie geometrycznie 2 elektrony prezentuja sie po
przeciwnych stronach jadra Helu kazdy, czyz nie ?

[petrucchio]

pies_na_teorie napisał:

> Dosc karkolomne zestawienie, z uwagi na odpychanie elektronow. Jak wygladalby
> model helu z 2 elektronami po jednej stronie jadra. Przeciez sie rozleca...

Że co? Elektrony nie mają określonej pozycji na orbitalu. To nie są obiekty klasyczne. Reguła Pauliego zabrania dwóm lub więcej elektronom przebywania w tym samym stanie kwantowym, ale jeśli jeden z nich ma spin +1/2, a drugi -1/2, to ich stan jest różny, mimo że zajmują ten sam orbital. Gdyby nie zakaz Pauliego, to wszystkie elektrony w atomie zajmowałyby sferyczny orbital na najniższej powłoce (1s), bo odpowiada on minimalnej energii elektronów. Ale jest na nim miejsce tylko dla dwóch elektronów, dlatego w atomach pierwiastków cięższych niż hel powstają kolejne podpowłoki i powłoki.

> ... no i pozostaje kwestia atomow z nieparzysta jednak liczba elektrnow, czyli
> jednak w ktoryms orbitalu musialby byc jednen elektron. Dlaczego nie mialoby
> byc wiecej orbitali z pojedynczymi elektronami, skoro sa takie przypaski ?
> A moze wszystkie o. maja pojedyncze elektrony, czemu nie ?

Oczywiście, że orbital może być zajęty przez pojedynczy elektron. Nic tego nie zabrania. Ale zapełniane są najpierw stany o najniższej energii, dlatego elektrony upychają się po dwa począwszy od s1. Dopiero na ostatniej powłoce może zostać wolne miejsce na jednym z orbitali.

Ups, poprawka

[petrucchio]

petrucchio napisał:

> Dopiero na ostatniej powłoce może zost
> ać wolne miejsce na jednym z orbitali.

Na podpowłoce o najniższej energii. Nie musi ona być na najwyższej powłoce. Np. podpowłoka 4s jest przeważnie zapełniana przed 3d.

[dum10]

petrucchio napisał:

> Na podpowłoce o najniższej energii. Nie musi ona być na najwyższej powłoce. Np.
> podpowłoka 4s jest przeważnie zapełniana przed 3d.

No chyba 4s jest wyzej od 3d?

[petrucchio]

dum10 napisał:

> petrucchio napisał:
>
> > Na podpowłoce o najniższej energii. Nie musi ona być na najwyższej powłoc

Pardon, ale piszę w pociągu, z urywającym się zasięgiem, a to nie sprzyja skupieniu. Miało być "na niezapełnionej podpowłoce o najwyższej energii". Te o niższej już są oczywiście pełne.

> No chyba 4s jest wyzej od 3d?

Wyżej w sensie liczby kwantowej n, ale niekoniecznie wyżej w sensie energetycznym. W rzeczy samej energie 4s i 3d są niemal identyczne. Jako fizyk teoretyk na pewno znasz klasyczną "zasadę Aufbau" i odchyłki od niej, oraz inne komplikacje i przypadki specjalne (lantanowce i aktynowce).

Link

[petrucchio]

Zob. Link

[alsor]

Bor 5 jaką ma konfigurację el.?

Tam jest 8 eV jonizacji, co wygląda trochę na zbyt duże według tej ptolemologiji...

[kornel-1]

petrucchio napisał:
> Że co? Elektrony nie mają określonej pozycji na orbitalu. To nie są obiekty kla
> syczne. Reguła Pauliego zabrania dwóm lub więcej elektronom przebywania w tym s
> amym stanie kwantowym, ale jeśli jeden z nich ma spin +1/2, a drugi -1/2, to ic
> h stan jest różny, mimo że zajmują ten sam orbital. Gdyby nie zakaz Pauliego, t
> o wszystkie elektrony w atomie zajmowałyby sferyczny orbital na najniższ
> ej powłoce (1s), bo odpowiada on minimalnej energii elektronów. Ale jest na nim
> miejsce tylko dla dwóch elektronów, dlatego w atomach pierwiastków cięższych n
> iż hel powstają kolejne podpowłoki i powłoki.

Że co? To wodór i hel nie mają kolejnych podpowłok i powłok?! Dobrze, że Słońce o tym nie wie i sobie świeci ;-)

Kornel

[petrucchio]

Próbowałem opisać to w możliwie prosty sposób, pomijając komplikacje. Nie piszę podręcznika fizyki. Oczywiście mowa o stanach podstawowych atomu, kiedy elektrony mają minimalną dopuszczalną energię (i w przypadku helu oba zajmują podpowłokę 1s). Niech pies_na_teorie zrozumie na początek choć tyle.

[alsor]

Nie ma jakiejś tam powłoki w helu, bo elektrony się odpychają normalnie,
klasycznie: punkt-punkt, czyli są zlokalizowane.

No i wg tej reinkarnacji modelu Ptolemeusza masz tam: E = 108.8 eV, zamiast 79.

QM nie jest fizyczna...

[pies_na_teorie]

> petrucchio napisał:

> > pies_na_teorie napisał:
>
> > Dosc karkolomne zestawienie, z uwagi na odpychanie elektronow.
> > Jak wygladalby model helu z 2 elektronami po jednej stronie jadra.
> > Przeciez sie rozleca.
> ..
>
> Że co? Elektrony nie mają określonej pozycji na orbitalu. To nie są
> obiekty klasyczne. Reguła Pauliego zabrania dwóm lub więcej
> elektronom przebywania w tym samym stanie kwantowym...
>
Niech sobie taki abstrakcyjny model matematyczny bedzie,
skoro jest uzyteczny, ale trzeba miec swiadomosc, ze nie spelnia
na razie warunku koniecznego nowej metody naukowej, poniewaz
nikt nie przedstawil modelu geometrycznego. Rzeczywistosc jest
geometryczna, czyz nie ?

[petrucchio]

pies_na_teorie napisał:

> Rzeczywistosc jest geometryczna, czyz nie ?

Dlaczego miałaby być?

[pies_na_teorie]

petrucchio napisał:

> pies_na_teorie napisał:
>
> > Rzeczywistosc jest geometryczna, czyz nie ?
>
> Dlaczego miałaby być?
>
>
Jestesmy w przestrzeni E3, podobnie jak inne trojwymiarowe obiekty. Zdaje sie dotychczas nie udalo sie wykryc doswiadczalnie, ze jest inaczej.

Dleczego? ....hmm... chyba tylko E3 daje takie mozliwsci, przez to, ze nie daje sie zapelnic wlasnymi simpleksami (czworoscianami f. przez dokladanie calymi scianami ).

[allegropajew]

Nie macie racji. Elektrony na dalszych powłokach upychają się w pierwszej kolejności z TYMI SAMYMI spinami. Stąd magnetyczne właściwości metali oraz "piekielne" magnetyczne właściwości lantanowców (już neodym ma się czym pochwalić, ale najsilniejsze są magnesy z samaru). Nie dotyczy to powłoki s, która jest zawsze zapełniana w pierwszej kolejności, stąd kolejność zapełniania powłok jest taka, jakby to literacko ująć, "nie po kolei".

Tomek

[allegropajew]

To się nawet nazywa

[alsor]

> Nie macie racji. Elektrony na dalszych powłokach upychają się w pierwszej kolej
> ności z TYMI SAMYMI spinami. Stąd magnetyczne właściwości metali oraz "piekieln
> e" magnetyczne właściwości lantanowców (już neodym ma się czym pochwalić,
> ale najsilniejsze są magnesy z samaru).

Marna hipoteza.
Magnetyzm atomów wynika z momentu orbitalnego, a nie ze spinów stojących elektronów.

Kiedyś mówiłem z czego wynikają szczególne właściwości
pierwiastków z rejonu żelaza, a potem aż samaru.

żelaza ma: 26 elektronów, a samar 62,
i teraz mamy tu bardzo ciekawą zbieżność:
26 = 2 + 24, oraz 62 = 2 + 60;

a optymalne konfiguracje 24 i 60 ładunków tworzą wyjątkowe bryły -
o właściwościach chiralnych (są tu dwa warianty każdej z tych brył),
no a magnetyzm jest przecież wielkością chiralną właśnie.

[petrucchio]

allegropajew napisał:

> Nie macie racji. Elektrony na dalszych powłokach upychają się w pierwszej kolej
> ności z TYMI SAMYMI spinami.

Reguła Hunda (dokładniej: pierwsza reguła Hunda) dotyczy nie kolejności zapełniania powłok, tylko sposobu obsadzania przez elektrony orbitali o tej samej energii (na tej samej otwartej podpowłoce). Faktycznie, dopóki się da, w stanie podstawowym najpierw zajmują swoje miejsca elektrony o równoległych spinach, po jednym na każdym orbitalu, a dopiero kiedy wszystkie orbitale są w połowie zajęte, "dosiadają" się do nich elektrony o spinach przeciwnych.

świetnie, tylko szkoda że nie ma spinów

[alsor]

Orbitali też nie ma.

Równania zawierają masę zredukowaną, czyli elektron nie może być tam chmurą,
lecz wyraźnie zlokalizowany, bo tylko wówczas ma zastosowanie masa zredukowana pary.

[petrucchio]

allegropajew napisał:

> (już neodym ma się czym pochwalić, ale najsilniejsze są magnesy z samaru).

O ile wiem, magnesy na bazie neodymu są jednak silniejsze, ale samarowe (właściwie samarowo-kobaltowe) mają znacznie wyższą temperaturę Curie (zachowują właściwości magnetyczne nawet powyżej 700°C), co oczywiście jest poważną zaletą w wielu zastosowaniach.

Niegeometrycznie

[pies_na_teorie]

petrucchio napisał:

> Bo n-ta powłoka ma (w zasadzie) n podpowłok, na k-tej podpowłoce mieści się 2+4
> (k-1) elektronów, a zatem do zapełnienia n-tej powłoki potrzeba
>
> (2+0) + (2+4) +...+ (2+4(n-1)) =
> 2n+4(0+1+...+(n-1)) =
> 2n + 4((n-1)*n/2) =
> 2n + 2n^2 - 2n =
> 2n^2 elektronów
>
> Teraz możesz zapytać "dlaczego 2+4(k-1)", ale tu już trzeba trochę wiedzieć o l
> iczbach kwantowych, stanach kwantowych elektronów i ich zliczaniu. Najlepiej do
> czytaj to sobie w podręczniku fizyki.
>
...
Chodzilo mi o jakies uzasadnienie geometryczne. Ten wzor zostal raczej zgadniety jako wynik analizy ilosci elektronow na tzw. orbitach. Matematyka ma prawie nieograniczone mozliwosci dorobienia jakiegos modelu do rzeczywistosci tak jak w tym przypadku i w calej QM.

Rzeczywistosc na pewno jest geometryczna E3, natomiast nie musi byc w pelni matematyczna, bo nie jest w stanie sprostac wszystkim matematycznym abstrakcjom.

Modele geometryczne ograniczają mozliwosc stosowania niekompatybilnych fantasmagorii matematycznych. Jest tez szansa wykazania, ze w danej sytuacji (uwarunkowaniach fizycznych) moze byc tylko jeden model geometryczny, co daje pewnos teoretycznej poprawnosci.

Szczytem marzen bylaby sytuacja, kiedy moznaby wykazac, ze Wrzechswiat jest taki jaki jest, bo inny byc nie moze...

Tak wiec model geometryczny powinien byc warunkiem koniecznym przy weryfikacji teoretycznej kazdej teorii/hipotezy (o weryfikacji doswiadczalnej jesze tu nawet nie wspominajac).

bledy konieczne :)

[pies_na_teorie]

pies_na_teorie napisał:

...
> Szczytem marzen bylaby sytuacja, kiedy moznaby wykazac, ze
> Wrzechswiat jest taki jaki jest, bo inny byc nie moze...
>
> Tak wiec model geometryczny powinien byc warunkiem koniecznym przy weryfikacji
> teoretycznej kazdej teorii/hipotezy (o weryfikacji doswiadczalnej jesze tu nawe
> t nie wspominajac).
>
Warto zauwazyc nawet jw., ze immanentna cecha rzeczywistosci sa bledy
(niedokladnosci, rozbieznosci, ...). Wiele wskazuje na to, ze bez bledow
Wszechswiat w znanej postaci (masywno-promienistej) nie moglby powstac
...ani funkcjonowac.

[majka_monacka]

pies_na_teorie napisał:

> pies_na_teorie napisał:
>
> >
> Warto zauwazyc nawet jw., ze immanentna cecha rzeczywistosci sa bledy
> (niedokladnosci, rozbieznosci, ...). Wiele wskazuje na to, ze bez bledow
> Wszechswiat w znanej postaci (masywno-promienistej) nie moglby powstac
> ...ani funkcjonowac.

To nie błędy, to chaos. Pamiętaj: "Na Początku był Chaos..." i czytaj tutaj.

Pierwszy byl wyraz

[pies_na_teorie]

majka_monacka napisała:
...
> To nie błędy, to chaos. Pamiętaj: "Na Początku był Chaos..." i czytaj tutaj.
>
Na poczatku byl wyraz, pierwszy wyraz ciagu przestrzennego...

[alsor]

> Teraz możesz zapytać "dlaczego 2+4(k-1)", ale tu już trzeba trochę wiedzieć o l
> iczbach kwantowych, stanach kwantowych elektronów i ich zliczaniu. Najlepiej do
> czytaj to sobie w podręczniku fizyki.

A dlaczego obstawiasz z równania Shroedingera dla atomu wodoru
atomy wieloelektronowe?

> Dla l = 0 orbital jest sferyczny i może mieć tylko jedną orientację w przestrzeni.

I już leży ten model: w równaniach dla wodoru
musisz użyć masy zredukowanej pary masy,
co znaczy że to nie jest symetryczne - zrównoważone, wyważone.
No i dlatego też deuter ma już nieco inne energie jonizacji...

Zatem spin i moment mag. atomu wodoru może być
tylko z orbitalnego moment pędu, a nie ze spinu elektronu latającego radialnie.

Potem masz H2 - dwie wersję: para i ortho - spiny przeciwne lub zgodne;
No i gdzie tu masz ten zakaz Pauliego?

Nigdzie. Dwa elektrony w każdym atomie mogą sobie tu krążyć dowolnie,
i stąd dwie wersje - zgodnie lub przeciwnie.
Ta zgodna ma nieco większe wiązanie.

Hel: spin 0, bo dwa elektrony nie mogą tu krążyć dookoła jak na karuzeli
z powodu destrukcji obu fal: one byłby wtedy przesunięte o 180 stopni w fazie,
czyli interferują destruktywnie.

Muszą orbitować inaczej - średnio prostopadle, bo wtedy nie interferują,
no a precesja niweluje wtedy moment mag., i jest OK.

Ten spin elektronu zawsze wynika z cyrkulacji,
a moment mag. jest akurat równy z magnetonem Bohra,
to takie jest tu minimum : 1 h.
Mierzona anomalia tego momentu wynika z ruchu postępowego elektronu:
wtedy pole zakreślane podczas cyrkulacji jest nieco większe,
więc i moment musu być większy - wprost z definicji momentu mag.

jakie masz uzasadnienie modelu spadku radialnego?

[alsor]

W tradycyjnym modelu kwantowanie jest naturalną konsekwencją
warunku stabilności fal de Broglie'a, no ale prawdopodobnie
są to po prostu fale odpowiedzialne za oddziaływaniach e/m.
Inaczej: te siły el. związane tradycyjnie z pojęciem ładunku el.
to po prostu efekt interferencji fal, i tyle!

www.boundless.com/physics/atomic-physics/the-early-atom/de-broglie-and-the-bohr-model/
i jak tam widać w atomie mamy: l = h/p = 2pir = obwód orbity.

No, a w przypadku statycznych, czy spadający prosto na jądro elektronów,
co tam ma niby wyznaczać te stabilne orbity atomów?

W innych atomach to samo mamy, np. jeden elektron
na dowolnym jądrze ma energię Z^2 razy to co z wodoru.
Dlaczego tak?
Bo tu jest nadal 1h, czyli minimum z wodoru:
Siła rośnie Z razy z powodu ładunku Ze jądra,
więc tam elektron musi zsuwać Z razy szybciej,
co daje Z razy krótszą falę, zatem obwód Z razy mniejszy,
czyli promień orbity Z razy mniejszy.

warunek z klasyki:
mv^2 = Z * k/r, i niech r = r_H/Z, wtedy mamy:
mv^2 = Z^2k/r.

zatem v = Z*v_H, prędkość wzrasta Z razy, a promień maleje Z razy
w stosunku do atomu wodoru.

Teraz fale: 2pir = h/p = h/mv, dla wodoru, a dla innych jąder:
2pi r / Z = h/ (m v*Z) = h/mv * 1/Z
jak widać zgadza się - jest dokładnie to samo jedynie podzielone przez Z po obu stronach.

I tak jest dla wielu elektronów - nieważne ilu:
każdy musi tam wyrabiać wielokrotność h na swojej orbicie, nieważne jako ona jest!

No, a te fale prawdopodobieństwa, jakieś chmury, orbitalne,
z obecnych interpretacji to czyste brednie Ptolemejskie,
i żadnych parowań elektronów i zakazów pana Pauliny - kicz siódmej rangi...

I co więcej chcesz... boskiej kości ci brakuje?!

uzasadnienie modelu radialnego

[pies_na_teorie]

alsor napisał:
...
> www.boundless.com/physics/atomic-physics/the-early-atom/de-broglie-and-the-bohr-model/
> i jak tam widać w atomie mamy: l = h/p = 2pir = obwód orbity.
>

l/2pi = h(kreslone)/p = r = promien orbitalu

Klatwa modelu Bohra dziala do dzis. Przypadkowo ruchy radialne elektronow daja sie opisac jakby ruchem po okregu, ale roznymi zabiegami i tak trzeba wszystko sprowadac do ruchu radialnego. Stala Diraca (h kreslone) bije stala Plancka...

> No, a w przypadku statycznych, czy spadający prosto na jądro elektronów,
> co tam ma niby wyznaczać te stabilne orbity atomów?
>
Istota jest mozliwosc zamiany elektronu w pozyton. Nastepuje to poza atomem, wiec czemu nie mogloby w atomie ?

Przyklady poza atomem (autorskie interpretacje eksperymentow):

- wiazki elektronow przyspieszane w akceleratorach traca elektrony (i musza byc uzupelnienia), poniewaz czesc elektronow przekreca sie w pozytony i nastepuje anihilacja,

- w blyskawicach stwierdza sie charakterystyczne dla anihilacji pary e - p promieniowanie, poniewaz czesc elektronow poddana przyspieszeniom przekreca sie w pozytony...

[alsor]

Bohr odgadł tylko warunek dla fale de Broglie'a i tyle.

Tam nie ma kantowania momentu, energii, ani tym bardziej przestrzeni,
lecz masz zwyczajnie fale stojącej, których warunkiem jest
zgodność dł. fal z długością obszaru w którym one stoją.

A w r. falowych - tych Schrodingra itp. jest błąd, bo oni zgubili źródło tych fal - elektron,
no i wyliczają sobie jakieś takie luźnie, bezprzyczynowe,
ogólne pierdoły sferyczne w 3D.

[pies_na_teorie]

alsor napisał:

> Bohr odgadł tylko warunek dla fale de Broglie'a i tyle.
>
> Tam nie ma kantowania momentu, energii, ani tym bardziej przestrzeni,
> lecz masz zwyczajnie fale stojącej, których warunkiem jest
> zgodność dł. fal z długością obszaru w którym one stoją.
>
To dlaczego potem uciekli w chmury prawdopodobienstwa wystepowania elektronu ?
No i jak stojace fale moglyby pobierac lub oddawac energie promienista ?

> A w r. falowych - tych Schrodingra itp. jest błąd, bo oni zgubili źródło tych
> fal - elektron, no i wyliczają sobie jakieś takie luźnie, bezprzyczynowe,
> ogólne pierdoły sferyczne w 3D.
>
Nie tylko elektron moze byc zrodlem falowania przestrzeni fizycznej...

[alsor]

> To dlaczego potem uciekli w chmury prawdopodobienstwa wystepowania elektronu ?
> No i jak stojace fale moglyby pobierac lub oddawac energie promienista ?

Bo to było łatwe do obliczania.
Te równania falowe są liniowe, więc najłatwiejsze do rozwiązania.

Klasyczne metody typu Bohra, a potem Sommerfelda,
czy nawet atom Gryzińskiego, to klasyka, czyli nieporównywalnie
trudniejsze równania, bo nieliniowe, niestety.

Dawniej nie było komputerów, więc nie potrafili rozwiązać nawet problemu 3 ciał,
czyli helu już nie mogli rozwiązać, ani tym bardzie cząsteczki H2, bo tu są już aż 4 ciała.

Drążyli sobie te uproszczone metody,
oparte na liniowych równaniach falowych, plus seria dodatkowych hipotez:
hybrydyzacja orbitali, spiny elektronów, zakaz Pauliego, itd.
...

No, promieniowanie jest chyba właśnie z destrukcji fal de Broglie'a -
interferencja destruktywna, czyli energia jest po prostu uwalniana (ona nie znika).

[pies_na_teorie]

alsor napisał:
...
> Drążyli sobie te uproszczone metody,
> oparte na liniowych równaniach falowych, plus seria dodatkowych hipotez:
> hybrydyzacja orbitali, spiny elektronów, zakaz Pauliego, itd.
> ...
Czyli probabilistyczne (uproszczone) teorie/hipotezy gnieciono z wynikami
doswiadczen i dlatego czasami ten zakalec orbitalowy z grubsza wyglada jak
deterministyczny model geometryczny...

>
> No, promieniowanie jest chyba właśnie z destrukcji fal de Broglie'a -
> interferencja destruktywna, czyli energia jest po prostu uwalniana (ona nie zni
> ka).
>
Mozna sie zgodzic, ze tak byloby w przypadku promieniowania charakterystycznego
tzw. linii widmowych. A gdzie pelne spectrum (widmo) promieniowania ???

[alsor]

> Mozna sie zgodzic, ze tak byloby w przypadku promieniowania charakterystycznego
> tzw. linii widmowych. A gdzie pelne spectrum (widmo) promieniowania ???

To z ciała czarnego?

Normalnie sumujesz wszystkie możliwe długości fal, co Planck przecież zrobił,
no i tam wyjdzie ta funkcja.

Przecież atomy to produkują, więc nie ma potrzeby dodatkowych
postulatów o jakimś samoistnym kwantowaniu energii, co sobie niektórzy ubzdurali -
same atomy są już wystarczająco 'kwantowane', więc po hoja to jeszcze raz powielać w dziedzinie energii?
Tak samo było z tym kwantowaniem momentu pędu:
kwantują z góry przestrzeń pędu, i twierdzą że to jakaś kwantowa wrodzona cudaczność świata, no a to przecież fale tam robią - czysta klasyka bez zbędnych improwizacji...

[pies_na_teorie]

alsor napisał:

> > Mozna sie zgodzic, ze tak byloby w przypadku promieniowania
> > charakterystycznego tzw. linii widmowych. A gdzie pelne spectrum
> > (widmo) promieniowania ???
>
> To z ciała czarnego?
>
> Normalnie sumujesz wszystkie możliwe długości fal, co Planck przecież zrobił,
> no i tam wyjdzie ta funkcja.
>
Raczej kazdy atom/pierwiastek powinien miec wlasne widmo ciagle wraz z liniami
charakterystycznymi. Raczej powinny byc roznice w porownaniu z
cialem doskonale czarnym, no moze za wyjatkiem wodoru...
Slonce podobno ma takie widmo, ale promieniuje tam glownie wodor
atomowy wlasnie...

> Przecież atomy to produkują, więc nie ma potrzeby dodatkowych
> postulatów o jakimś samoistnym kwantowaniu energii, co sobie
> niektórzy ubzdurali - same atomy są już wystarczająco 'kwantowane',
> więc po hoja to jeszcze raz powielać ...
>
Kiedys to musi upasc, smrod ciagnal sie bedzie wiekami... Zalosna jest
ciagla reanimacja zdychajacych teorii/hipotez. Czy te tepe peni.. nie
maja swiadomosci gloszonych idiotyzmow...???

... a Gawiedz, kiedy Gawiedz zorientuje sie, ze jest bezczelnie robiona
na stado Walachow???

Wezmy chocby takie kwarki, trzeba wyjatkowej hucpy i pewnosci
bezkarnosci, zeby kpic sobie w "zywe oczy" na "dzien dobry" nawet
frywolnym (np. powabnym) nazewnictwem...

[alsor]

> Raczej kazdy atom/pierwiastek powinien miec wlasne widmo ciagle wraz z liniami
> charakterystycznymi.

Tak przecież jest.

Promieniowanie termiczne jest dziełem elektronów,
i stąd tam ta uniwersalność - niezależność od substancji.

Ciało ma być w równowadze termodynamicznej,
czyli jego stan nie zmienia się, np. nie wybucha, nie zachodzą tam przemiany:
reakcje chemiczne, jądrowe itp.

Wtedy elektrony produkują te fale, zgodnie z tym wzorem Plancka.

No, ale to jest chyba nie do końca uniwersalne prawo.
Np. na Słońcu mamy 11 mln K, a rejestrujemy promieniowanie z ciała o temp. 6000 zaledwie.

11 mln / 6000 = 1830, czyli to wygląda jakby promieniowanie z protonów,
zamiast z oscylacji elektronów.

> Wezmy chocby takie kwarki, trzeba wyjatkowej hucpy i pewnosci
> bezkarnosci, zeby kpic sobie w "zywe oczy" na "dzien dobry" nawet
> frywolnym (np. powabnym) nazewnictwem...

Faktycznie jakiś skecz z okresu wojny.
Przecież to nawet ślepy zauważy że w jądra są zbudowane z e i p.

Wystarczy sprawdzić momenty magnetyczne:
proton ma: 2.8, razy magneton jądrowy...
neutron ma: -1.9

zatem sumując: -1.9 = x + 2.8 => x = -4.7
i ten x jest oczywiście z orbity elektronu, której promień zaraz sobie sprawdzimy:

Krąży tam prawie z pr. c, czyli 137 razy szybciej niż w wodorze,
a moment mag. obliczamy jakoś tak: u = e r.v

zatem promień neutronu powinien być taki:
4.7 / 1836/137 = 1/53000 razy mniejszy od promienia atomu wodoru: r_H = 5.3e-11 m

r_n = 3.3e-11 / 53000 = 1fm, czyli OK.

Energia elektronu też 53000 razy większa od wodoru: 53000 * 13.6 = 0.72MeV,
i taka też jest - z masy neutronu można sobie sprawdzić...
wiązanie ma chyba zerową energię - dlatego neutron się rozpada.

Podobnie moment deuteronu: +0.85
2x proton + x = 0.85
2*2.8 + x = 0.85 => x = -4.75
widać że tu elektron krąży dość podobnie...

[pies_na_teorie]

alsor napisał:

> > Raczej kazdy atom/pierwiastek powinien miec wlasne widmo
> > ciagle wraz z liniami charakterystycznymi.
>
> Tak przecież jest.
>
Raczej jednak nie. Nie spotkalem sie z widmem ciaglym dla pojedynczych
atomow, a to byloby dowodem na drgania/oscylacje elektronow/pozytonow
w atomach. Bo nie sposob byloby wykazac wtedy, ze zrodlem jest ruch orbitalny
elektronow.

> Promieniowanie termiczne jest dziełem elektronów,
> i stąd tam ta uniwersalność - niezależność od substancji.
>
Zgoda, w dodatku promieniowanie to jest wynikiem drgan/
oscylacji...
...

[alsor]

> Raczej jednak nie. Nie spotkalem sie z widmem ciaglym dla pojedynczych
> atomow, a to byloby dowodem na drgania/oscylacje elektronow/pozytonow
> w atomach.

Możliwe że nie słyszałeś, bo to jest chyba nieosiągalne
w obecnej fizyce opartej na fotonach i innych protezach roboczych.

Zależność promieniowania ciał od temperatury na poziomie
kwantowym wygląda trochę inaczej - wcześnie to pokazywałem:
kT = ke^2/r = hc/l = hf
i tu mamy aż 2pi*137 = 860 razy dłuższe fale od tych z przejść w atomach!
Z tego można łatwo wyprowadzić te wzory Plancka...
czyli mamy tu coś w stylu teorii elektro-termodynamiki,
której jeszcze nie wynaleziono.

Rewelacyjne spostrzezenie, Alsor !

[pies_na_teorie]

alsor napisał:
...
> No, ale to jest chyba nie do końca uniwersalne prawo.
> Np. na Słońcu mamy 11 mln K, a rejestrujemy promieniowanie z ciała o temp. 6000
> zaledwie.
>
> 11 mln / 6000 = 1830, czyli to wygląda jakby promieniowanie z protonów,
> zamiast z oscylacji elektronów.
>
Czyli jestesmy rowniez przy proporcji masy elektronu i protonu.
W drgajacym atomie wodoru drga nie tylko elektron/pozyton,
ale rowniez proton z tym, ze dla zachowania rownowagi - na
odpowiednio krotszych drogach (wzgledem sr. masy).

Trzeba obliczyc dlugosc tego jakby protonowego promieniowania
i sprawdzic czy takowe jest wykrywane w promieniowaniu
Slonca...

Intuicyjnie wydaje sie, ze dlugosc tych fal najczesciej powinna
byc ok. 1836 razy krotsza niz tych najintensywniejszych przy
5 - 6 tys. K...

Niestety trzeba jakos inaczej...

[pies_na_teorie]

pies_na_teorie napisał:
...
> Intuicyjnie wydaje sie, ze dlugosc tych fal najczesciej powinna
> byc ok. 1836 razy krotsza niz tych najintensywniejszych przy
> 5 - 6 tys. K...
>
Czestotliwosc drgan protonu i elektronu/pozytonu musi byc jednak
taka sama, a wiec dlugosci fal tez...

Jak wykazac, ze czesc promieniowania pochodzi od protonu,
a czesc od elektronu/pozytonu ???

Niekoniecznie :)

[pies_na_teorie]

pies_na_teorie napisał:

> pies_na_teorie napisał:
> ...
> > Intuicyjnie wydaje sie, ze dlugosc tych fal najczesciej powinna
> > byc ok. 1836 razy krotsza niz tych najintensywniejszych przy
> > 5 - 6 tys. K...
> >
> Czestotliwosc drgan protonu i elektronu/pozytonu musi byc jednak
> taka sama, a wiec dlugosci fal tez...
>
> Jak wykazac, ze czesc promieniowania pochodzi od protonu,
> a czesc od elektronu/pozytonu ???
>
To, ze zaburzenia osrodka przestrzeni rozchodza sie z predkoscia "c"
wcale nie oznacza, ze te zaburzenia powstaja z taka predkoscia...

Podobnie jest w powietrzu przy drganiach obiektow makroskopowych,
w odnesieniu do predkosci dzwieku...

[alsor]

> W drgajacym atomie wodoru drga nie tylko elektron/pozyton,
> ale rowniez proton z tym, ze dla zachowania rownowagi - na
> odpowiednio krotszych drogach (wzgledem sr. masy).

To jest od początku uwzględniane - w postaci masy zredukowanej
układy, a nie samego elektronu.

> Intuicyjnie wydaje sie, ze dlugosc tych fal najczesciej powinna
> byc ok. 1836 razy krotsza niz tych najintensywniejszych przy
> 5 - 6 tys. K...

Z tym że prędkość protonów jest mniejsza odpowiednio,
co daje równe fale w przypadku wodoru:
proton ma tam prędkość 1836 razy mniejszą, czyli pędy e i p są tam równe.

dlaczeo temp. jest 1836 razy niższa od faktycznej?

[alsor]

W przypadku mieszanki gazów, czy dowolnych cząstek o różnych masach,
średnia energia każdej cząstki jest taka sama,
co znaczy że prędkości mają się tam jak pierwiastek ze stosunku mas:
mv^2 = m/n * v^2/n = m/n * (v/n^0.5)^2

Zatem dla wolnych elektronów i protonów stosunek pr. będzie równy: sqrt(1836) = 43.

No, a podczas kolizji takich cząstek o różnych masach
średnia energia przekazywana jest znowu równa m/M.
W przypadku Słońca elektrony przekazuje tylko 1/1836 swojej energii protonom,
a protony to wytracają w kolizjach, czyli wypromieniowują.

I dlatego widzimy tylko te niby 6000 K, zamiast rzeczywiste 11 mln.

Elektrony mają tam zbyt dużą prędkość, więc uciekają w górę,
i stąd ta korona słoneczna o temp. kilku mln stopni;
wg obecnych teoryj jest ona podgrzewana ze źródła o temp 6000 K... hihi!

6 tys. i 11 mln st. K Słońca - interpretacja

[pies_na_teorie]

alsor napisał:

> W przypadku mieszanki gazów, czy dowolnych cząstek o różnych masach,
> średnia energia każdej cząstki jest taka sama,
>
Wystarczy zachowanie zerowego pedu, czyli predkosci
(w ukladzie : proton - elektron/pozyton) sa albo zerowe
(w polozeniach skrajnych jak przy wahadle),
albo przeciwne i odwrotnie proporcjonalne do mas.

Proporcje predkosci wzbudzania fal e-m przekladaja
sie wprost na proprcje dlugosci tych fal, bo okresy
drgan protonu i elektronu/pozytonu musza byc
takie same.

Jezeli swiatlu widzialnemu (generowanemu przez
elektrony) odpowiada ok. 0,5x10^-6 m i temperatura
ok. 6 tys. K, to promieniowaniu generowanemu przez
protony odpowiada:
0,5x10^-6 m/1836 = ok. 2,7x10^-10m

Odpowiada to promieniowaniu w zakresie X
i temperaturze ok. 11 mln K jak na obrazku:



zrodlo: pl.wikipedia.org/wiki/Promieniowanie_elektromagnetyczne

>
> No, a podczas kolizji takich cząstek o różnych masach
> średnia energia przekazywana jest znowu równa m/M.
> W przypadku Słońca elektrony przekazuje tylko 1/1836 swojej energii protonom,
> a protony to wytracają w kolizjach, czyli wypromieniowują.
>
> I dlatego widzimy tylko te niby 6000 K, zamiast rzeczywiste 11 mln.
>
Byc moze...

> Elektrony mają tam zbyt dużą prędkość, więc uciekają w górę,
> i stąd ta korona słoneczna o temp. kilku mln stopni;
> wg obecnych teoryj jest ona podgrzewana ze źródła o temp 6000 K... hihi!
>
Raczej to nie elektrony... W koronie slonecznej jest mniejszy
tlok i chyba dlatego udaje sie rejestrowac czesc promieniowania X
generowanego przez protony wodorowe.

[alsor]

> Jezeli swiatlu widzialnemu (generowanemu przez
> elektrony) odpowiada ok. 0,5x10^-6 m i temperatura
> ok. 6 tys. K, to promieniowaniu generowanemu przez
> protony odpowiada:
> 0,5x10^-6 m/1836 = ok. 2,7x10^-10m
>
> Odpowiada to promieniowaniu w zakresie X
> i temperaturze ok. 11 mln K jak na obrazku:

Może i tak jest, o czym mówiłem w temacie o zależności grawitacji
i ciśnienia promieniowania:
właśnie dla ciała o temp. 11 mln K otrzymasz ciśnienie
promieniowania równe obecnej grawitacji Słońca!

Może my tego promieniowania protonowego
w ogóle nie potrafimy rejestrować, a ono jest jakoś odwrotne,
znaczy zasysające a nie odpychające no i stąd grawitacja.

> Raczej to nie elektrony... W koronie slonecznej jest mniejszy
> tlok i chyba dlatego udaje sie rejestrowac czesc promieniowania X
> generowanego przez protony wodorowe.

Pewnie że chodzi o ten tłok - z korony obserwujemu
już zwyczajnie, tj. miliony K, ponieważ tam jest już możliwa typowa
rekombinacja elektronów, tz. kolizje niesprężyste -
elektron jest przechwytywany i wiązany, czyli traci energię, którą właśnie rejestrujemy.

A na powierzchni Słońca rekombinacja jest niemożliwa
z powodu zbyt dużej gęstości.

No, i wtedy coś tam się dziwnego dzieje - jakaś inna fala powstaje.
Zresztą podobnie jest chyba w dowolnym gęstym ośrodku,
np. żelazo, czy ołów - przecież tam też jest temperatura w milionach
stopni jeśli wyliczymy to z prędkości elektronów,
czy raczej nukleonów w jądrach: elektrony tam zasuwają blisko c,
zatem protony coś w stylu c/1000 = 300 km/s,
no a prędkość wiatru słonecznego to 400 km/s,
czyli praktycznie to samo... a nawet jeszcze lepiej:

należy uwzględnić że elektrony są tam cięższe gamma razy,
np. w neutronie i deuterze wychodzi około gamma = 3.2,
czyli 1840 / 3.2 = 600, czyli mamy już: c/600 = 500 km/s.

Chyba aż za dobrze to pasuje...