Wodurch erklärt sich die Hantelform der p-Orbitale?
Orbitale veranschaulichen den Ort der maximalen Aufenthaltswahrscheinlichkeit ihres Elektrons. Soweit ich weiß, steht die Hantelform des p-Orbitals im Zusammenhang mit der Schwingungsamplitude, die bei großem Abstand zum Atomkern abnehmend sei. Dabei ist mir unklar, wie der Knotenpunkt in der Nähe des Kerns sowie die zunehmende Ausdehnung und anschließende Zusammenziehung des Orbitals zustande kommen sollen, wenn das Elektron auf einer Schale um den Kern kreist und die Auslenkung in der Radialebene liegt.
Bildquelle:
2 Antworten
Das Elektron kreist nicht! Es hat weder Bahn, Radius, noch Frequenz oder Wellenlänge.
Das Bild gehört auch nicht zum Orbitalmodell, sondern zum BohrModell, bei dem mit diesen Größen argumentiert wird. Ua sind da ja nur bestimmte Radien erlaubt, was man dann mit dieser Darstellung erklärt, bei der die Freuenz, bzw. Wellenlänge, die sich mit de Broglie aus der Masse und Geschwindigkeit ergibt, zum Bahnumfang passen muss.
Die Orbitale ergeben sich aus den Lösungen der SchrödingerGleichung und als Quantenobjekte haben Elektronen kein Problem damit Bereiche zu 'überwinden', in denen ihre Aufenthaltswahrscheinlichkeit Null ist!
Es ist ein Quantenobjekt, weshalb es nur eine Energie und eine Aufenthaltswahrscheinlichkeit hat.
Sich 'auf' einer Schale zu 'befinden' klingt wieder nach einer 'Bahn'...
So wurde uns das Orbitalmodell eben beigebracht. Hat ein Quantenobjekt also keine Bewegung bzw. keine gesetzmäßige Bewegung?
Vom Lehrer im Physikunterricht. Jetzt im Studium komme ich mit diesen Vorstellungen nicht mehr zurecht. Bewegt sich ein Quantenobjekt mit irgendeiner Gesetzmäßigkeit oder nicht?
Auch in diesem Video wird das Orbital kugelförmig dargestellt: https://www.youtube.com/watch?v=Dm44Dl3BUO0
Aber nur das 1s Orbital...schon das 2s besteht aus 2 Kugeln ineinander, inkl. einer Knotenebene in Kugelform.
Was studierst Du denn? Hattest Du Physik LK? Bundesland? Schulform?
Du solltest Dich unbedingt von der Vorstellung mit Geschwindigkeiten und Flugbahnrn versbschieden!
Ich studiere Biologie; Physik hatte ich nicht als LK-Fach, zum Bundesland möchte ich nichts sagen.
Das Video zeigt, wie sich die Hantelform des p-Orbitals von der Schwingung des Elektrons im Schalenmodell ableiten lässt. Genau das ist mir unverständlich.
Es gibt keine Schwingung!
Es gibt die Lösungen der Schrödinger Gleichung, mit bestimmten Energien, die sogar imaginäre Anteile haben! Was soll das für eine Schwinung sein? Erst mit dem Quadrat dieser Funktionen, erhält sie eine gewisse anschauliche Bedeutung, als Aufenthaltswahrscheinlichkeit.
Schau mal das an! https://youtu.be/W2Xb2GFK2yc
MMn ist es mit Abstand das beste zu dem Thema...einige sind sogar richtig schlecht!
Hey, danke! Jetzt habe ich eine Chance die Sache zu begreifen.
Aber was sagst Du zu dem Video, das ich verlinkt habe (Matthias Schöne, Quantenmechanisches Atommodell, Minute 1.10 - 2.40 ) ? Sind Fehler in diesem Abschnitt?
Hört sich komisch an, aber ich kann mir zZ keine Videos anschauen...Probleme mit dem Internet. Nur kleine Datenraten und Mengen möglich, sry.
Als Analogie, die vielleicht den Kopf für dieses Thema locker zu machen hilft, empfehle ich die Eigenschwingungen einer Trommelmembran. Sie ist ein zylindersymmetrisches schwingendes System, so wie die Atomhülle ein kugelsymmetrisches schwingendes System ist. In beiden Fällen stellen sich Muster ein, die diese Symmetrien brechen. Im Falle der Trommelmembran beschreibt man sie mit Besselfunktionen, und im Falle der Atomhülle mit Kugelflächenfunktionen. Auch die Chladnischen Klangfiguren sind Phänomene dieser Art.
https://en.wikipedia.org/wiki/Bessel_function#/media/File:Vibrating_drum_Bessel_function.gif
https://en.wikipedia.org/wiki/Bessel_function
https://de.wikipedia.org/wiki/Kugelflächenfunktionen
https://de.wikipedia.org/wiki/Chladnische_Klangfigur
Nachtrag: Es gibt schöne Abbildungen...
https://www.qwant.com/?t=images&q=circular+membrane+modes
...und Animationen der schwingenden Trommelmembran. Man sieht, daß sie nach einem System von zwei "Quantenzahlen" geordnet sind.
Das Elektron kreist nicht. Aber was dann? Wie bewegt es sich? Fliegt es kreuz und queer auf seiner Schale herum?