Atome?
Woher weiß man, dass Atome kugelförmig sind oder Elektronen, Neutronen und Protonen haben. Ich meine sogar mit Mikroskopen kann man es nicht sehen.
3 Antworten
Ein isoliert dahinschwebendes Atom kennt kein oben, unten, links, … Daher muß es auch von oben, unten, links, … überall gleich aussehen, sagt die Quantenmechanik. Denn wenn es irgendwo ein Eck hätte, nach welchem Prinzip könnte es dann entscheiden, in welche Richtung es das Eck drehen sollte? Also könnte es nur in einem Überlagerungszustand von allen möglichen Orientierungen existieren, und der wäre selbst wieder kugelförmig.
Ein etwas formaleres Argument geht vom Hamiltonoperator aus, das ist dasjenige mathematische Objekt, in dem alle Wechselwirkungen innerhalb eines Atoms zusammengefaßt sind. Da diese Wechselwirkungen keine Vorzugsrichtung haben, muß der Operator kugelsymmetrisch sein, und daher auch seine Eigenzustände.
Wenn Du durch irgendeine Art Wechselwirkung die Kugelsymmetrie des Atoms verletzt (also so eine Art Delle hineinmachst) und das Atom dann in Ruhe läßt, dann kann ein solcher „symmetriegebrochener“ Zustand nicht stabil sein; stattdessen wird das Atom rasch Energie abgeben und wieder rund werden.
Experimentell kann man das nicht einfach sehen, weil man einzelne Atome zwar „mikroskopieren“ kann (mit dem Raster-Tunnelmikroskop), aber dazu muß man sie auf einem Untergrund befestigen. Dadurch werden sie wirklich verzerrt; der Teil des Atoms, der dem Untergrund näher ist, sieht natürlich ein bißchen anders als als der, der ihm ferner ist. Und durch die chemischen Bindungen in einem Molekül werden sie wirklich drastisch verzerrt und sind nur noch in grober Näherung kugelförmig.
Hallo Pitty0987,
das sind nur Atommodelle, die die damaligen Menschen entwickelt haben. Die Atommodelle wurden immer erneuert und am Ende der ganzen Geschichte kann man sagen, dass die Atome aus einer Elektronenhülle und einem Atomkern bestehen. Es gibt keinen festen Mantel für die Elektronenhülle (wie du ihn z.B. von einem Ei kennst).
Vielleicht hilft dir das Video. Es ist eine kleine Einführung.
https://www.youtube.com/watch?v=gXJvt6rGBOM&t=32s
Mit freundlichen Grüßen
Sie sind nur ein Modell.
In wirklichkeit haben sie keine so klaren Formen.