Warum liefert das H-Spektrum keine Hinweise auf die Existenz des Quarkmodells?

Wenn ich es richtig verstanden habe, liefern die Atomspektren (Radiowellen- bis γ-Bereich) und besonders deren Hyperfeinstrukturen Hinweise auf

  • die Existenz der Kernspins,
  • die räumliche und energetische Struktur des Kerns (Multipole, Schalen/Tröpfchenmodell, oblat/prolat...)
  • die Lamb-Verschiebung
  • und den Lande-Faktor nur des Elektrons.

Jedoch ging das Quarkmodell eher aus Streuversuchen, der Gruppentheorie und dem "Teilchenzoo" hervor. Der Lande-Faktor des Elektrons (= 2,003...) konnte später durch die QED auf viele NKS genau erklärt werden, der LF von Protonen/Neutronen aber war sehr komisch.

Ich habe mir folgende Gedanken gemacht:

Müsste sich nicht aus einfachen Spektren eine geringe Energiedifferenz zwischen berechneten und gemessenen Werten auftreten, wenn man einen punktförmigen versus kugelförmigen (mit radialer Ladungsverteilung) Kern annimmt?

Für myonisches 1H sollte es am deutlichsten sein. Der Protonenradius wird über dieses System tatsächlich berechnet.

Für mich sich stellende Fragen:

Als was darf man das System Elektron - (uud-Quarks) am ehesten behandeln? Geht das semiklassisch überhaupt?

  • Vierkörperproblem oder
  • Zweikörperproblem mit sphärischem, ausgemitteltem Proton oder
  • Zweikörperproblem mit starren Quarkladungen?

Wird der Protonenradius mit 0,84 fm (oder die Protonenform) von der Unschärferelation in elektronischem Wasserstoff einfach "geschluckt"?

Warum kann man Proton und Neutron einen Radius oder Formfaktor zuschreiben, aber nicht vorhersagen, dass dieser aus drei Punktladungen besteht?

Und wieso ist schon viel früher niemand bei den Lande-Faktoren für Proton und Neutron (1933, 1948) stutzig geworden, wenn die Quarks doch erst in den 60ern entdeckt wurden?

Chemie, Radioaktivität, Atom, Kernphysik, Quantenmechanik, Quantenphysik, Teilchenphysik, Elektronen
Einfachdrehung um C-Atome?

Gottogott, in 6 Wochen schon wieder "Chemie 2"-Klausur - das ging flott!.

Und ich hatte noch nicht mal "Chemie 1". Naja, rumjammern hilft nichts. "Let's fetz", sprach der Papagai und sprang in den Ventilator:

"Die Summenformel eines Kohlenwasserstoffs sei C6 H14. Zeichne die dazu möglichen Konstitutionsformeln in Skelettschreibweise und bennne die Isomere anhand der systematischen Nomenklatur".

C6 H14 ist ja nichts anderes als der schlaue Name für Hexan, nech. So, ich habe jetzt im Internet folgende Konstituiontsisomere gefunden:

Ich verstehe dass es 2-Methylpentan heißt, weil die längste Kohlenstoffkette 5 Schritte lang ist (5 *C = Pentan) und die "2" rührt dann wahrscheinlich daher daß das C-Atom ganz oben an 2. Stelle ist.

Dasselbe Spielchen dann bei 3-Methylpentan, weil dort eben das C-Atom an der 3. Stelle ist. Was ich hingegen nicht verstehe ist, warum plötzlich von "Metyhl" die Rede ist. "Metyhl" ist doch eine Bezeichnung für Substiutenten, die den Wasserstoff ersetzen. Wo wird denn hier bitteschön Wasserstoff ersetzt? Es bleiben doch trotzdem noch 6 C-Atome und 14-Wasserstoff-Atome.

Im Internet steht, daß "Metyhl" dasselbe ist wie "-CH3". Naja, aber eine CH-3 Bindung haben wir doch bereits ganz links beim n-Hexan und da ist ja auch nicht von Metyhl die Rede.

So, jetzt zum 2,2 Dimethylbutan und 2,3 Dimetyhl-butan. Also ich erkläre mir "Butan" so, dass wir jetzt ja nur noch 4 C's in einer Reihe haben. "2,2" und "2,3" rührt wahrscheinlich daher, daß beim 2,2-Dimetyhlbutan die beiden C's oben und unten an 2. Stelle stehen und bei 2,3-Dimethylbutan ein C oben an der 2. Stelle und ein C unten an der 3. Stelle. Aber warum um alles in der Unterwasserwelt denn jetzt "Di"-metyhl? "

Di" ist doch das Code-Wort für 'ne Doppelbindung. Warum ist da jetzt eine Doppelbindung? Bei 2,2-Dimethylbutan könnt ich's ja noch nachvollziehen, weil da eben das C an der 2. Stelle oben und unten ranhängt. Aber bei 2,3-Dimethylbutan ist es ja so, daß das C einmal an der 2. Stelle oben und an der 3. Stelle unten hängt. Bei 3-Methylpentan hängt das C ja auch an einer Stelle oben und man spricht nicht von einer Doppelbindung. Ist es etwa eine Doppelbindung, weil an zwei verschiedenen Stellen jeweils ein C-Atom oben bzw. unten hängt.

Und warum beschränkt man sich bei der Umstellung des C-Atoms nur auf die 2, 3 bzw. 2,2 und 2,3. Könnt ich nicht beispielsweise auch ein C-Atom an die 4. Stelle oben hängen. Oder warum nciht auch ein C-Atom beispielsweise oben an die 1. Stelle und unten an die 4. Stelle? Wie kommt man genau auf "2," "3," "2,2" und "2,3" und warum gibt es nicht z.b. noch "1,4 Dimetyhlbutan" oder ähnliches?

Es wäre so schön, wenn ihr mir helfen könntet. Ich hatte am 4. Juli 2013 meine letzte Chemie-Stunde, das ist jetzt fast 10 Jahre her und panische Angst vor dieser Klausur.

Liebe Grüße,

JensErdkunde'81

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Alkane, Atom, Moleküle, Elektronen, hexan, Isomere, IUPAC, Kohlenstoff, Nomenklatur, organische Chemie, Oxidationszahlen, Strukturformel
Physik und Verständnis?

Hey,

ich habe bald eine Mathe und Physikprüfung. Bei Mathe bin ich ganz Fit und kann soweit alles und habe auch ein sehr gutes Verständnis dafür.

Bei Physik bin ich jedoch im gegensatz sehr schlecht und verstehe kaum was davon, ich wollte nachfragen ob ihr irgendwelche bestimmten Bücher kennt die man für die unten genannten Themen lesen kann, bzw auch vielleicht Youtuber oder ähnliches die das ganz gut erklären.

Das sind die Themen, die ich können muss:

-Grundlagen der Mechanik (Hookesches Gesetz, Reibung, Masse und Gewichtskraft, Kräftegleichgewicht etc.)

-Kreisbewegungen (Kinematik der gleichförmigen Kreisbewegung eines Massepunktes, Dynaim der gelcihförmigen Kreisbewegung, Bewegung eines Körpers auf kreisförmiger Bahn etc.)

-Elektrische und magnetische Felder (Elektrisches Feld, Feldstärke, Spannung, Kondensator, Columb'sches Gesetz, Ohm'sches Gesetz etc.)

-Bewegung geladener Teilchen in elektrischen und magnetischen Feldern (Glühelektrischer Effekt, Ablenkung von bewegten geladenen Teilchen in homogenen elektrischen Feld etc.)

-Elektromagnetische Induktion (Induktion durch Bewegung eines Leiters, Flächenänderung, Flussdichte... allgemeines Induktionsgesetz etc.)

Hilfe bzw. Vorschläge wären ganz nett, da ich nicht weiß wo ich überhaupt anfangen soll.

MfG,
Tendo

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Gibt es auch nur eine Redoxgleichung ohne Ionen, bei der es nicht genügen würde einfach nur die Anzahl der Elemente auszugleichen?

Mir stellt sich die Frage, warum man überhaupt so vorgehen sollte die Elektronen mittels Oxidationszahlen auszugleichen.

Allgemein ist mir erstmal aufgefallen, dass man jede Redoxgleichung in der auf beiden Seiten keine Ionen vorkommen auch einfach "normal" ausgleichen kann. Bei Reaktionen in denen jetzt natürlich auf beiden Seiten unterschiedliche Ladungsmengen vorkommen wird das algebraische Ausgleichen natürlich deutlich komplizierter je nach Fall und ich sehe ein, dass es dort leichter ist zuerst Elektronen Aufnahmen und Abgaben anzupassen, dann noch eventuelle Ladungen und noch nicht berücksichtigte Mengenverhältnisse. Doch gibt es auch nur eine einzige Redoxgleichung ohne geladene Spezien bei der es doch nicht ausreichen würde "normal" auszugleichen?

Mal einige Beispiele von Reaktionsgleichungen bei denen Elektronen wandern, die man jedoch normal ausgleichen kann:

Fe2O3 + 2Al --> 2Fe + Al2O3

Fe2O3 + 3CO --> 2Fe + 3CO2

Zn + 2HCl --> ZnCl2 + H2

Schauen wir uns jetzt jedoch Mal diese hier an:

MnO4{-} + H{+} + H2O2 --> Mn{2+} + H2O + O2

Hier wird es etwas schwieriger mit dem normalen Ausgleichen, jedoch nur aufgrund der Tatsache, dass wir hier mit unterschiedlichen Ladungen links und rechts starten...

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Elektrisches Feld Volumenintegral?

Okay, ich versuche es mal zusammenzusammenzufassen. Um ein el Feld mit mehreren Ladungen auszurechnen, kann man es einmal simpel zusammenrechnen mit den jeweiligen Qs und Rs (R ist der Ortsvbektor von Q). Und als andere Möglichkeit gibt es die Formel Q= Ladungsdichte*V (parallel zu m=rho*V), und für das Volumen muss man r nach die 3 Koordinaten integrieren oder ableiten? Dementsprechend wird Q ganz unten mit "Volumenintegral nach d^3r von Ladungsdichtefunktion" ersetzt. Meine Fragen:

  1. Ich verstehe das mit dem Volumenintegral nicht ganz. Es geht ja darum, dass in einem Volumen eine Ladung ist und die Ladungsdichte überall anders ist. Dementsprechend kann man nicht gleich nach dem ganzen Volumen gehen, sondern integrieren, um Q nur an dem speziellen Punkt auszurechnen, weil es an jedem Punkt anders ist... oder? Mich macht es stutzig, dass ich etwas verstanden habe, weil meistens ist es dann falsch.
  2. Wie kann man die rechnerische Vorgehensweise mit diesem Volumenintegral erklären? Ich kann die praktische Erklärung irgendwie nicht mit der Rechnung verbinden.
  3. Wie funktioniert diese rechnerische Vorgehensweise? Jeder sagt was anderes. Muss man das Volumenintegral von d^3r*p(r) nehmen? Oder das Volumenintegral über d^3r nach p(r), oder anders?
  4. was ist diese Ladungsdichtefunktion überhaupt? Muss da nicht eine Formel sein, um es integrieren zu können?`Auf Google habe ich aber nirgendwo eine gefunden.
  5. was bedeutet das dxdydz=d^3r? Was ist hier mit r gemeint? Ich meine eine Seitenlänge gibt es hier nicht... Oder? Und wie rechnet man es aus? Heißt das, man nimmt die Ableitung von Vektor r nach den Koordinaten?

Das waren alle Fragen. Ich bin aber auch schon dankbar, wenn ihr nur eine beantworten könnt.

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