По какому принципу располагаются орбитали в атоме?

[RAS]

Сейчас возникла, может и дурацкая, но идея. Ведь то, что закладывается в головы школьников сродни операционке компьютера. Сейчас каждый автор учебника пишет его по-своему, иногда в головах школьников возникает "конфликт версий"

Почему бы не создать сообщество, типа того, которое занимается, скажем, линуксом, и сотворить общими усилиями нормальную опреационку для школьных мозгов. С учётом того, что они в 7 классе ещё не знают математики, имеют только качественное представление о строении Солнечной системы, и т.д.. Но чтобы потом на эту систему можно было нанизывать соответствующие "плагины" и плавно трансформировать её в ВУЗовскую. А ежели не надо в ВУЗ, то оставить как есть, для музыкантов, танцоров и домохозяек, но чтобы она всё равно хоть не противоречила современному состоянию науки.

Ведь, чёрт побери, ежели человек не знает кто такой Пикассо, то он вроде бы как не приобщился, а ежели Гайзенберга, так и ничего, всё равно культурный...

[Droog_Andrey]

Ну вот если Вы по ссылке, предложенной в предыдущем сообщении, найдёте что-нибудь непонятное школьнику, противоречащее науке или мешающее перейти к ВУЗовской программе, то я буду только рад.

[Лекарь МС]

Моё мнение, что планетарная модель есть зло.
Любой будет проводить аналогии с Солнечной системой или чем-то другим, услышав только слово "планетарная".
В школе/ВУЗе не изучают все открытия, за которые дали Нобелевские премии.
И в этом есть здравый смысл.
Потому как по мне - лучше сразу изменить преподавание оболочек и трактовку в других дисциплинах.
Делать с учетом "с наименьшими энергетическими затратами" и с оглядкой на постулаты Бора.
Пока эти постулаты не заменили чем-то другим или "двинули" вообще что-то другое.
Тогда и приобщившиеся слегка-слегка к элементам квантовой механики в общеобразовательном курсе получат не конфликтную базу знаний.

[chaus]

Тогда и приобщившиеся слегка-слегка к элементам квантовой механики в общеобразовательном курсе получат не конфликтную базу знаний.

Если под "не конфликтной базой" предполагается непротиворечивая аксиоматика, то не надо забывать о теореме Гёделя, что любая дедукция над такой аксиоматикой неполна.

Что, собственно, демонстрирует и сама квантовая механика -- начиная с некоторого уровня сложности (о котором, собственно, и идёт речь в теме), для построения адекватной теории необходимо принять внутренне противоречивую аксиоматику.

Кстати, если откинуть планетарную модель как механистическую, буржуазную и устаревшую, то как предполагается наглядно интерпретировать спин-орбитальное взаимодействие?

[VTur]

Кстати, если откинуть планетарную модель как механистическую, буржуазную и устаревшую, то как предполагается наглядно интерпретировать спин-орбитальное взаимодействие?

Наглядного представления, по определению, быть не может. Но можно объяснять так: есть полная энергия, если представить ее в виде суммы компонентов (хотя это неправильно и совпадает с точным значением только в пределе), то одним из малых слагаемых является ...

[Jeffry]

Мне кажется, что можно (для наглядности представления) использовать качественное описание в рамках квазиклассической модели - с внутренними и внешними каустиками, тогда понятнее станут такие термины как "оболочки", "слои".

[Лекарь МС]

Орбиты тоже есть зло.
Сразу на слуху спутники и планетарная модель.
Легче всего двум электронам.
На одной прямой, симметрично относительно атома.
Энергетические затраты одинаковы, мы же это неправильно понимаем как спины.
Если один электрон пошел "налево", то его заряд заставляет другой электрон идти "направо"
Всё согласно постулатам Бора, потому и не падают, и не улетают.
Три располагаются "кучеряво", Четыре крестиком. Но опять симметрично.
И так дальше, но заряды заставляют двигаться оппонента с другой стороны нуклона.
Вот и спины.
Так что ещё раз отвечу на вопрос темы - располагаются с наименьшими энергетическими затратами.
Орбиты-орбитали - молчу, не комментирую, написал в начале.

[chaus]

Наглядного представления, по определению, быть не может. Но можно объяснять так: есть полная энергия, если представить ее в виде суммы компонентов (хотя это неправильно и совпадает с точным значением только в пределе), то одним из малых слагаемых является ...

Ну вот, а неправильная планетарная модель даёт сразу наглядное представление -- собственное вращение электрона совпадает с направлением его вращения вокруг ядра или противоположно, вот и расщепление... Сразу же возникает ассоциация с поправками на вращение Земли при стрельбе в северном и южном полушариях. Хотя ежу понятно, что дремучий механицизм, зато легко усвоить!

[chaus]

Легче всего двум электронам.
На одной прямой, симметрично относительно атома.
Энергетические затраты одинаковы, мы же это неправильно понимаем как спины.
Если один электрон пошел "налево", то его заряд заставляет другой электрон идти "направо"
Всё согласно постулатам Бора, потому и не падают, и не улетают.
Три располагаются "кучеряво", Четыре крестиком. Но опять симметрично.
И так дальше, но заряды заставляют двигаться оппонента с другой стороны нуклона.
Вот и спины.

Нет, нет! Так мы договоримся до спиновых шестерёнок и вызовем дух Ховалкина!

[VTur]

Есть еще один тонкий момент.
Допустим в молекуле летают электроны. Есть молекула Н2+. Она устойчива, но это возможно, если электрон никуда не летит, а располагается точнехонько посредине между протонами. Стоит ему сдвинуться, как появиться нескомпенсированная сила отталкивания между этими протонами и они разлетяться.
И здесь же. Есть ли в Н2+ спин-орбитальное взаимодействие?

[ Post made via Android ]

[Гесс]

пока протоны отреагируют на смещение электрона он успеет описать вокруг системы кучу кругов, спиралей и зигзагов любой формы, даже если мы будем говорить что это исключительно частица. И вот тут то и окажется что протоны реагирует на усредненное положение электрона по времени, которое, внезапно, - вероятность пребывания электрона в данной точке пространства.

[VTur]

пока протоны отреагируют на смещение электрона он успеет описать вокруг системы кучу кругов, спиралей и зигзагов любой формы, даже если мы будем говорить что это исключительно частица. И вот тут то и окажется что протоны реагирует на усредненное положение электрона по времени, которое, внезапно, - вероятность пребывания электрона в данной точке пространства.

Это школьная задача. При любом смещении электрона из положения неустойчивого равновесия система тут же развалится на отдельные частицы. Сила притяжения электрона к системе протонов сразу ослабнет и он продолжит лететь в том же направлении, куда сдвинулся.

[Гесс]

пока протоны отреагируют на смещение электрона он успеет описать вокруг системы кучу кругов, спиралей и зигзагов любой формы, даже если мы будем говорить что это исключительно частица. И вот тут то и окажется что протоны реагирует на усредненное положение электрона по времени, которое, внезапно, - вероятность пребывания электрона в данной точке пространства.

Это школьная задача. При любом смещении электрона из положения неустойчивого равновесия система тут же развалится на отдельные частицы. Сила притяжения электрона к системе протонов сразу ослабнет и он продолжит лететь в том же направлении, куда сдвинулся.

Это в состоянии "остановись мгновение ты прекрасно". Если эту логику применить к только что обсуждавшейся тут планетраной системе то планеты должны тоже моментально рухнуть на солнце.
Представим что на упругую пленку положены два массивных шара, которые продавливают некий контур (заумной формы, возле шаров не минимум). Теперь в этот контур можно запустить мелкие шарики-электроны, обладающие высокой энергией. Эта энергия не расходуется (вот такая специфичная у нас пленка). Перемещение малого шара оказывает влияние на контур. Если контур переведен в новое состояние (добавление массивных шаров на поверхность, добавление малых шаров в контур, переход малого шара в другой субконтур) то большие шары перемещаются, расстояние между ними меняется. Однако время нахождения малого шара в любой точке контура столь мало, что изменения положения больших шаров не происходит и контур остается неизменным. Малый шар двигается разумеется по всему доступному контуру.

Вот какая то такая интертрепация планетарной модели.

[VTur]

Либо Ваш электрон обладает "свободой воли", либо укажите источник силы, под действием которой электрон начнет исполнять такие выкрутасы.

Сдвиг электрона из положения равновесия приведет к уменьшению возвращающей силы (сила спадает квадратично). Протоны также будут отталкиваться, что приведет к удалению их друг от друга и электрона от них. Система неизбежно развалится - это состояние неустойчивого равновесия.

Что вернет электрон и протоны на свои места? Что заставит электрон двигаться не по прямой (т.е. с центростремительным ускорением)?

[Гесс]

Вы признаете что можно запустить шарик подшипника в миску так чтоб он описывал круги по стенкам пока не упадет?

Вы можете представить себе ситуацию в которой шарик не будет терять энергию в ходе этого процесса, то есть никогда не остановится на дне?

Вы согласны что можно обеспечить вращение шарика быстрее чем любые другие процессы происходящие вне или внутри миски?

[VTur]

Вы не понимаете задачу.
1. Если использовать пример с миской, то тут всего один центр притяжения - дно миски, и он никуда не движется. В ионе Н2+ будет два центра ( протоны) и они будут расходиться при любом движении электрона.
2. Если шарик заряженный, он при любых условиях будет терять энергию на излучение из-за центростремительного ускорения(альтернативой являются только эмпирические постулаты Бора, от которых давно отказались)
3. Никакое движение шарика не сможет вернуть протоны в первоначальное положение, так это было положение неустойчивого равновесия. Из этого положения протоны будут двигаться с ускорением, значит нужна внешняя неизвестная сила, которая замедлит их движение, остановит, а потом вернет из на место.
4. Вы не учли исходную симметрию задачи. При сдвиге электрона перпендикулярно к линии связи Н-Н, он сможет двигать только по прямой. Составляющие сил "в бок" со стороны протонов полностью скомпенсированы.
5. При всех любых условиях скорость движения шарика будет много меньше скорости распространения электрических взаимодействий (скорости света)

[ Post made via Android ]

[Droog_Andrey]

Не нужно никаких планет, орбит, усреднённых положений, вероятностей и шариков в миске.

Детям отлично заходят картинки электронных облаков и понятие "состояние". Никаких недосказанностей и никаких противоречий физике.

[VTur]

Это есть в учебниках?

[ Post made via Android ]

[Droog_Andrey]

Это есть в физике.

[ИСН]

VTur, не путайте божий дар с яичницей. Есть теорема Ирншоу - ну, Вы знаете - но она про статичные конфигурации. Те не могут быть устойчивы. А динамически, в среднем - почему нет? Вы утверждаете, что чисто классическая, планетарная модель иона H₂⁺ невозможна? Хммм