Элемент 137 - Теоретический предел [дубликат]

Я видел несколько источников, в которых упоминается, что скорость электрона в атоме водорода составляет 1/137 скорости света. В этой статье также упоминается корреляция между атомным номером и числителем, означающая, что скорость электрона в золоте составляет 79/137 скорости света.

Означает ли это, что наивысшим возможным элементом будет элемент 137 (или, что более вероятно, 136)? Не имея в виду ничего стабильного, просто то, что возможно с физикой (и адронами).

Такой наивный предел есть, но, строго говоря, электроны не имеют никакой скорости внутри атомов. Эти цифры — просто полуклассические оценки для неклассических систем. Электроны релятивистские внутри каждого атома, и никто не знает, что происходит при действительно высоких Z, мы просто не можем рассчитать теорию для этих систем из первых принципов. Вряд ли там есть стабильная область, так как стабильные ядра такой массы никогда не наблюдались в природе.

Ответы (1)

Нет.

Действительно существует корреляция между ядерным зарядом Z элемента и кинетической энергии самых внутренних электронов, но есть две вещи, на которые следует обратить внимание:

  • Корреляция нелинейна, поэтому вы не можете просто умножить скорость самого внутреннего электрона на Z и надеяться, что все наладится. Внутренняя часть большого атома представляет собой очень сложное место, где происходит множество динамических эффектов, и даже если кинетическая энергия водородных орбиталей действительно увеличивается с ростом Z 2 это не означает, что это останется верным, когда присутствует несколько электронов. Начнем с того, что даже в гелии средняя кинетическая энергия любого электрона не в четыре раза больше, чем у водорода, так что это решено.

  • Что еще более важно, это кинетическая энергия , которая увеличивается с Z . Как только соответствующая скорость электрона приблизится к скорости света, вы должны переключиться на релятивистское выражение кинетической энергии,

    Е К "=" м с 2 1 − в 2 / с 2 − м с 2 ,
    и это может увеличиваться без ограничений, сохраняя при этом | в | < с . То есть вы можете продолжать добавлять энергию электрону, не опасаясь, что он превысит скорость света, так что ваши опасения беспочвенны.

Идя немного дальше, статья, на которую вы ссылаетесь, вводит в заблуждение по нескольким направлениям. Наличие релятивистских эффектов внутри атомов было прекрасно оценено, от тонкой структуры водорода до сильно релятивистских эффектов в более тяжелых атомах, таких как «аномалия» жидкой ртути , которые являются хлебом с маслом для физиков-атомщиков, которые их изучают.

В настоящее время и в течение последних шестидесяти лет или около того, если атомы «отклоняются от своего ожидаемого химического поведения, предсказываемого их положением в Периодической таблице элементов», просто означает, что расчеты проводились либо наивно, либо без достаточной осторожности. Описанное поведение (отделение S-орбиталей Sg от валентной оболочки из-за релятивистских энергетических соображений, оставляющее эффективную валентность +4 вместо наивной +6) никоим образом не является беспрецедентным.

Элемент 137 - Теоретический предел [дубликат]
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v