Wodurch erklärt sich die Hantelform der p-Orbitale?

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!

Lugano7 
Fragesteller
 25.10.2022, 11:52

Das Elektron kreist nicht. Aber was dann? Wie bewegt es sich? Fliegt es kreuz und queer auf seiner Schale herum?

0
Spikeman197  25.10.2022, 11:55
@Lugano7

Es ist ein Quantenobjekt, weshalb es nur eine Energie und eine Aufenthaltswahrscheinlichkeit hat.

Sich 'auf' einer Schale zu 'befinden' klingt wieder nach einer 'Bahn'...

0
Lugano7 
Fragesteller
 25.10.2022, 11:59
@Spikeman197

So wurde uns das Orbitalmodell eben beigebracht. Hat ein Quantenobjekt also keine Bewegung bzw. keine gesetzmäßige Bewegung?

0
Lugano7 
Fragesteller
 25.10.2022, 12:07
@Spikeman197

Vom Lehrer im Physikunterricht. Jetzt im Studium komme ich mit diesen Vorstellungen nicht mehr zurecht. Bewegt sich ein Quantenobjekt mit irgendeiner Gesetzmäßigkeit oder nicht?

0
Spikeman197  25.10.2022, 12:26
@Lugano7

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!

1
Lugano7 
Fragesteller
 25.10.2022, 12:35
@Spikeman197

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.

0
Spikeman197  25.10.2022, 13:28
@Lugano7

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.

1
Lugano7 
Fragesteller
 25.10.2022, 17:53
@Spikeman197

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?

0
Spikeman197  25.10.2022, 18:05
@Lugano7

Hört sich komisch an, aber ich kann mir zZ keine Videos anschauen...Probleme mit dem Internet. Nur kleine Datenraten und Mengen möglich, sry.

1

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.

https://www.youtube.com/watch?v=cB7k8sjstgM