КАКОВ именно наиболее вероятный радиус атома водорода? От каких факторов это зависит и зависит ли вообще? Возможно, оно уменьшается/увеличивается при уменьшении/увеличении главного квантового числа n? На этом сайте есть несколько других ответов, касающихся того же самого, но никто не объясняет, что именно это такое.
Я только что закончил среднюю школу, и было бы здорово, если бы кто-нибудь объяснил мне это простыми словами.
Большое спасибо! :)
Радиус атома полностью определяется квантовой механикой. Классического объяснения нет. Объяснение того, почему электроны не просто прилипают к ядру, было одной из проблем, которые привели к открытию квантовой механики.
Проблема квантовой механики в том, что она гораздо менее интуитивно понятна, чем классическая механика. Он начинает с постулатов, не имеющих явной связи с реальностью, и делает выводы, которые кажутся неверными или даже противоречивыми. Но выводы совпадают с экспериментальными результатами даже тогда, когда классическая механика этого не делает.
В квантовой механике электрон не имеет определенного положения или импульса. У него есть волновая функция, по которой можно рассчитать вероятность нахождения его в определенном положении или импульсе. Электрон, связанный с протоном, вероятно, будет находиться очень близко от протона.
Одной из основ квантовой механики является принцип неопределенности. Принцип неопределенности гласит, что если неопределенность положения электрона уменьшается, удерживая его вблизи ядра, то неопределенность его импульса возрастает.
Проще говоря, электрон, который может иметь большой импульс, вряд ли будет оставаться рядом с ядром очень долго. С другой стороны, электрон, ограниченный большим радиусом, может иметь малый импульс. Ядро может притянуть его ближе.
Существует размер, при котором эти две противоположные неопределенности уравновешиваются. Это определяет размер атомов.
Этого достаточно, чтобы дать представление, но оно не очень количественное. Чтобы действительно ответить на вопрос, вам нужно рассчитать волновую функцию электрона. Это делается с помощью уравнения Шредингера, которое является еще одним не совсем интуитивным основанием квантовой механики.
Расчет достаточно прост для водорода. Но когда у вас есть более одного электрона, оказывается, что никакие два электрона не могут использовать одну и ту же волновую функцию. Так что все становится сложнее. Это больше, чем можно ответить с нуля в одном вопросе.
Добавлю один результат. Все атомы примерно такого же размера, как водород. Ядро водорода имеет заряд +1.
Один электрон, связанный с большим ядром с зарядом +n, будет иметь меньший радиус. Но есть n электронов. До последнего электрона +n ядра и n-1 электронов не сильно отличаются от протона.
пользователь108787
N0va
пользователь106570
пользователь108787
ХольгерФидлер
пользователь106570