Постоянна ли скорость электронов в атомах во всех атомах или кластерах/группах/отдельных элементах, и если она постоянна в любом атоме, является ли эта скорость постоянной?
Квантово-механически связанные частицы (например, электроны в атоме или молекуле) не имеют четко определенного импульса. 1 Что у них есть, так это четко определенное распределение импульсов. Это одна из причин, по которой мы говорим, что электроны связаны «орбиталями», а не «орбитами».
Это распределение одинаково для орбиталей вокруг атома того же типа (или в молекуле того же типа). Теперь для атомов тяжелее гелия даже в основном состоянии в атоме существует более одного типа занятых орбиталей. Таким образом, неверно , что каждый электрон в атоме имеет одинаковое распределение импульсов. 2 Все единицы в углеродных электронах имеют одинаковое распределение. Все 1p-электроны в углероде имеют одинаковое распределение, но другое, чем 1s-электроны. Электроны 1s в кислороде имеют другое распределение, чем электроны 1s в углероде. И так далее.
Молекулярные орбитали отличаются от атомных орбиталей.
1 В этом контексте физики обычно говорят об импульсе, а не о скорости, но поскольку почти все эти скорости остаются намного ниже скорости света, мы можем связать эти две идеи следующим образом: .
2 Я говорил так, как будто вы можете отличить электроны друг от друга, но на самом деле вы не можете, так что есть место для некоторых заминок и болтовни о том, как я это пишу. Распределения связаны с состоянием, а не с частицей.
Нет, скорость не постоянна от атома к атому. Ближайшие к ядру сильно заряженных ядер электроны движутся быстрее всего.
В упрощенной модели Бора атома с одним электроном (H, He+, Li2+...) скорость пропорциональна заряду ядра.
Как следствие, релятивистские эффекты гораздо более выражены в тяжелых атомах.