- Kjennetegn på atommodellen til Schrödinger
- Eksperiment
- Youngs eksperiment: den første demonstrasjonen av bølge-partikkel dualitet
- Schrödinger-ligningen
- postulater
- Artikler av interesse
- referanser
Den atom modell Schrödinger ble utviklet av Erwin Schrödinger i 1926. Dette forslaget er kjent som kvantemekanisk atommodell, og beskriver den bølgelignende oppførsel av elektronet.
Schrödinger antydet at bevegelsen av elektronene i atomet tilsvarte bølgepartikkelens dualitet, og følgelig kunne elektronene bevege seg rundt kjernen som stående bølger.
Schrödinger, som ble tildelt Nobelprisen i 1933 for sine bidrag til atomteori, utviklet ligningen med samme navn for å beregne sannsynligheten for at et elektron er i en spesifikk posisjon.
Kjennetegn på atommodellen til Schrödinger
1s, 2s og 2p orbitals i et natriumatom.
-Beskriv bevegelsen av elektronene som stående bølger.
-Elektronene beveger seg konstant, det vil si at de ikke har en fast eller definert posisjon i atomet.
-Denne modellen forutsier ikke plasseringen av elektronet, og beskriver heller ikke banen den tar innenfor atomet. Det etablerer bare en sannsynlighetssone for å lokalisere elektronet.
-Disse sannsynlighetsområdene kalles atombomber. Orbitalene beskriver en translasjonsbevegelse rundt atomkjernen.
-Disse atomomløpene har forskjellige nivåer og undernivåer av energi, og kan defineres mellom elektronskyer.
-Modellen vurderer ikke stabiliteten i kjernen, den refererer bare til å forklare kvantemekanikken knyttet til bevegelsen av elektroner i atomet.
Elektrontetthet indikerer sannsynligheten for å finne et elektron nær kjernen. Jo nærmere det er kjernen (lilla sone), jo mer sannsynlig er det, mens den vil være mindre hvis den beveger seg bort fra kjernen (lilla sone).
Eksperiment
Schrödingers atommodell er basert på Broglie-hypotesen, så vel som på de tidligere atommodellene om Bohr og Sommerfeld.
Broglie foreslo at akkurat som bølger har egenskaper til partikler, har partikler egenskaper av bølger, som har en tilhørende bølgelengde. Noe som genererte mye forventning den gangen, å være Albert Einstein selv som er godkjent av teorien.
Imidlertid hadde de Broglie-teorien en mangel, som var at betydningen av ideen i seg selv ikke ble godt forstått: Et elektron kan være en bølge, men av hva? Det er da Schrödingers figur ser ut til å svare.
For å gjøre dette, stolte den østerrikske fysikeren på Youngs eksperiment, og basert på sine egne observasjoner utviklet han det matematiske uttrykket som bærer hans navn.
Her er de vitenskapelige grunnlagene for denne atommodellen:
Youngs eksperiment: den første demonstrasjonen av bølge-partikkel dualitet
De Broglie-hypotesen om bølgen og stoffets corpuskulære natur kan påvises ved hjelp av Youngs eksperiment, også kjent som dobbeltspalteksperimentet.
Den engelske forskeren Thomas Young la grunnlaget for Schrödingers atommodell da han i 1801 utførte eksperimentet for å bekrefte lysets bølgeakt.
Under sin eksperimentering delte Young utslippet fra en lysstråle som passerte gjennom et lite hull gjennom et observasjonskammer. Denne inndelingen oppnås ved bruk av et 0,2 millimeter kort som er parallelt med bjelken.
Utformingen av eksperimentet ble laget slik at lysstrålen var bredere enn kortet, og når du plasserte kortet horisontalt, ble strålen delt i to tilnærmet like deler. Utgangen fra lysstrålene ble regissert av et speil.
Begge lysstrålene traff en vegg i et mørkt rom. Der ble det vist bevisst interferensmønsteret mellom de to bølgene, og derved demonstrert at lys kunne oppføre seg både som en partikkel og som en bølge.
Et århundre senere forsterket Albert Einsten ideen ved bruk av kvantemekanikkens prinsipper.
Schrödinger-ligningen
Schrödinger utviklet to matematiske modeller, og skiller hva som skjer avhengig av om kvantetilstanden endres med tiden eller ikke.
For atomanalyse publiserte Schrödinger den tidsuavhengige Schrödinger-ligningen på slutten av 1926, som er basert på at bølgefunksjonene oppfører seg som stående bølger.
Dette innebærer at bølgen ikke beveger seg, at dens noder, det vil si dens likevektspunkter, fungerer som en pivott for resten av strukturen for å bevege seg rundt dem, og beskriver en spesifikk frekvens og amplitude.
Schrödinger definerte bølgene som elektronene beskriver som stasjonære eller orbitale tilstander, og de er på sin side forbundet med forskjellige energinivåer.
Den tidsuavhengige Schrödinger-ligningen er som følger:
Hvor:
E : konstant av proporsjonalitet.
Ψ : bølgefunksjonen til kvantesystemet.
Η : Hamiltonian operatør.
Den tidsuavhengige Schrödinger-ligningen brukes når den observerbare representanten for systemets totale energi, kjent som Hamiltonian-operatøren, ikke er avhengig av tid. Funksjonen som beskriver den totale bølgebevegelsen vil imidlertid alltid være avhengig av tid.
Schrödinger-ligningen indikerer at hvis vi har en bølgefunksjon Ψ, og den Hamiltoniske operatøren virker på den, representerer konstanten av proporsjonalitet E den totale energien til kvantesystemet i en av dens stasjonære tilstander.
Brukt på Schrödingers atommodell, hvis elektronet beveger seg i et definert rom, er det diskrete energiverdier, og hvis elektronet beveger seg fritt i rommet, er det kontinuerlige energiintervaller.
Fra det matematiske synspunkt er det flere løsninger for Schrödinger-ligningen, hver løsning innebærer en annen verdi for konstanten av proporsjonalitet E.
I følge Heisenbergs usikkerhetsprinsipp er det ikke mulig å estimere posisjonen og energien til et elektron. Følgelig erkjenner forskere at estimatet av elektronens plassering i atomet er unøyaktig.
postulater
Postulatene til Schrödingers atommodell er som følger:
-Elektroner oppfører seg som stående bølger som er fordelt i rommet i henhold til bølgefunksjonen Ψ.
-Elektroner beveger seg innenfor atomet ved å beskrive orbitaler. Dette er områder der sannsynligheten for å finne et elektron er betydelig høyere. Den refererte sannsynligheten er proporsjonal med kvadratet til bølgefunksjonen Ψ 2 .
Elektronkonfigurasjonen til Schrödinguer atommodell forklarer de periodiske egenskapene til atomer og bindingene de danner.
Schrödingers atommodell vurderer imidlertid ikke spinnet til elektroner, og vurderer heller ikke variasjoner i oppførselen til raske elektroner på grunn av relativistiske effekter.
Artikler av interesse
De Broglie atommodell.
Chadwicks atommodell.
Heisenberg atommodell.
Perrins atommodell.
Thomsons atommodell.
Daltons atommodell.
Dirac Jordan atommodell.
Atommodell av Democritus.
Bohrs atommodell.
Sommerfeld atommodell.
referanser
- Schrodingers atommodell (2015). Gjenopprettet fra: quimicas.net
- Den kvantemekaniske modellen til atomet Gjenopprettet fra: en.khanacademy.org
- Schrödinger-bølgeforlikningen (sf). Jaime I. Castellón University, Spania. Gjenopprettet fra: uji.es
- Moderne atomteori: modeller (2007). © ABCTE. Gjenopprettet fra: abcte.org
- Schrodinger's Atomic Model (sf). Gjenopprettet fra: erwinschrodingerbiography.weebly.com
- Wikipedia, The Free Encyclopedia (2018). Schrödinger ligning. Gjenopprettet fra: es.wikipedia.org
- Wikipedia, The Free Encyclopedia (2017). Youngs eksperiment. Gjenopprettet fra: es.wikipedia.org