Back to frontpage
Hét vraag- en antwoordplatform van Nederland

'Draaien' de elektronen in een atoom altijd in dezelfde richting?

Van echt draaien is misschien geen sprake omdat het in de kwantummechanica gaat om de waarschijnlijkheid van hun positie. Maar is er toch iets over te zeggen? Kan het bijvoorbeeld ook zijn dat de ene elektron met de klok mee beweegt en de ander een tegengestelde richting, en is dat voor elk soort atoom/element hetzelfde?

erotisi
8 jaar geleden
3.3K
Erna55
8 jaar geleden
Het lijkt erop dat je probeert om "oude" atoommodellen te combineren met de kwantumtheorie. Je kunt niet meer spreken van een baan van het elektron. Toch wil je deze ( niet bestaande ) baan een richting geven..... ----Volgens het quantumfysisch atoommodel is het elektron een quantumdeeltje, dat door de elektrische aantrekkingskracht van de kern gebonden is binnen het atoom. Zonder verstoring van buitenaf gedraagt het elektron zich volgens het golfmodel. Staande golven van de elektronen komen overeen met stabiele toestanden van het atoom. In het quantumatoom kun je zodoende niet meer spreken over de baan van het elektron, zoals die wel bestond in het zonnestelselmodel. Het elektron heeft geen precieze plaats. De onbepaaldheid in de positie van het elektron is van de orde van grootte van het atoom zelf. Wel blijft het zo dat als er een meting wordt gedaan van de positie van het elektron dan vindt er een reductie van het golfpakket plaats. De kans om het elektron ergens aan te treffen is dan weer evenredig met het kwadraat van de amplitudo van de elektrongolf.

Heb je meer informatie nodig om de vraag te beantwoorden? Reageer dan hier.

Antwoorden (2)

Volgens de kwantummechanica is er niet eens sprake van een "vaste baan" of van een "draairichting" van een elektron , maar dat heb je zelf in de gaten.
Mijn antwoord is dus een poging tot een vereenvoudiging van de kwantummechanica naar iets begrijpelijk, en je moet het vooral niet letterlijk aannemen.

De spin van een elektron is een intrinsieke eigenschap dat het meest in de buurt komt van het draaien, zoals wij dat ervaren in onze macroscopische wereld.
Alle elementaire deeltjes hebben een spin, en dit kan zowel een positieve als een negatieve spin zijn. Dit zou je kunnen vergelijken met het draaien van een elektron om zijn eigen as met of tegen de klok.
Elektronen kunnen zowel positieve als negatieve spin hebben, dus een sterk vereenvoudigd antwoord op je vraag is "nee", want elektronen kunnen in beide richtingen roteren (als je spin vergelijkt met links en rechts roteren)
(Lees meer...)
Bronnen:
Verwijderde gebruiker
8 jaar geleden
Nee, elektronen kunnen een parallelle of een antiparallelle spin hebben.
Voor een waterstofatoom geldt dat zowel het proton als het elektron een spin hebben. Klassiek gezien zou je denken dat de assen van de beide draaiingen iedere willekeurige hoek met elkaar kunnen maken. Maar de spin is een gequantiseerde grootheid. Wanneer we besluiten de spin van proton en elektron in een bepaald vlak te meten dan zal daar altijd uitkomen dat ze ofwel parallel ofwel antiparallel zijn. Een antiparallel waterstofatoom heeft een iets lagere energie dan een parallel waterstofatoom. Er bestaat een kans dat een parallel waterstofatoom een pakketje energie uitzendt en een antiparallel atoom wordt. Zo'n foton heeft een golflengte van 21 cm; dit is de bekende radiostraling van gaswolken in het heelal.
Voor atomen met meer protonen en elektronen geldt iets soortgelijks. Echter twee elektronen die in dezelfde orbitaal zitten kunnen nooit dezelfde spin hebben. Dit wordt uitgesloten door het uitsluitingsprincipe van Pauli. Hieruit volgt dat een heliumatoom in de grondtoestand altijd twee elektronen met tegengestelde spin zal hebben.
(Lees meer...)
WimNobel
8 jaar geleden
erotisi
8 jaar geleden
Ik neem aan dat paralelle en antiparallelle spin hetzelfde is als een up en down spin? En heeft een up (parallel?) spin van een elektron een hogere energie door zijn Z lading van +1? Is een waterstofatoom dan parallel door de spin van zijn elektron of van zijn proton? En kan een up spin van een electron veranderen in een down spin? Ik geloof dat dat iets met condensatie te maken heeft maar helemaal kan ik de vinger er nog niet op leggen? En is dat dezelfde oorzaak als wanneer een waterstofatoom zijn lading kwijt raakt (de Z-lading?) en een 21cm foton uitzendt En kan een elektron ook nog een orbitale richting hebben? Sorry als ik daar zoveel over vraag maar die engelse sites zijn me ook niet altijd duidelijk.
WimNobel
8 jaar geleden
Antiparallel betekent dat de spin van het proton up is en die van het elektron down, of omgekeerd. Parallel betekent dat ze allebei up zijn of allebei down. Zoals je gebruikmakend van klassieke mechanica al kunt vermoeden, is het totale impulsmoment bij een parallel atoom groter dan bij een antiparallel. Daarom is de antiparallelle toestand energetisch iets voordeliger.
Ik zie niet direct een link met condensatie. Misschien denk je aan Bose-Einsteincondensaat? Bij dat verschijnsel gaan twee elektronen met tegengestelde spin zich als één deeltje gedragen. En omdat ze dan gezamenlijk spin 0 hebben kun je dit deeltjespaar als een Boson beschouwen.
En nee, een waterstofatoom raakt geen lading kwijt als het een 21cm-foton uitzendt. Het was en blijft neutraal en het elektron blijft in de laagste orbitaal (grondtoestand). Bij complexere atomen kunnen er veel elektronen zijn die echter allemaal onderscheiden kunnen worden door hun kwantumgetallen (schil, orbitaal, magnetisch moment, spin). Twee elektronen met precies hetzelfde setje van deze kwantumgetallen zou het uitsluitingsprincipe van Pauli overtreden.
Omdat het waterstofatoom slechts één elektron heeft, zijn er in de grondtoestand slechts twee mogelijkheden: alleen de spin kan + of - zijn. Er is in de grondtoestand (schil 1) slechts één orbitaal en één magnetisch moment.
Zie https://nl.wikipedia.org/wiki/Kwantumgetal
erotisi
8 jaar geleden
Wat ik bedoel met het veranderen van spin is uitgelegd in onderstaand filmpje. Het gaat daar over rechtshandige en linkshandige elektronen. Nu was/ben ik in de veronderstelling dat daar de up en down mee is bedoeld, maar twijfel daar toch weer sterk aan. Weet jij misschien of daar hetzelfde mee wordt bedoeld? min 42:55 https://www.youtube.com/watch?v=JqNg819PiZY
WimNobel
8 jaar geleden
Alweer een interessant filmpje! Maar te lang om nu helemaal te bekijken. Daar ga ik eens op m'n gemak voor zitten.
Het deel rond 42:55 heb ik geluisterd. Ik had al een vermoeden dat het over snel bewegende elektronen zou gaan en dat bleek inderdaad het geval. Bij links- en rechtshandige deeltjes gaat het om de spin die ze hebben in samenhang met de bewegingsrichting. Dat is dus niet precies hetzelfde als de spin op zich. Je oorspronkelijke vraag ging over elektronen in een atoom. In dat geval vergelijken we de spin van het elektron met die van de kern en komen we tot de conclusie dat de spin parallel of antiparallel is. Bij een snelbewegend, niet aan een atoom gebonden elektron vergelijken we de spin met de bewegingsrichting en komen we tot de conclusie dat die linkshandig of rechtshandig kan zijn.
We kunnen ook de spin meten t.o.v. een van te voren gekozen referentievlak. In dat geval zijn de termen up en down van toepassing.

Weet jij het beter..?

Het is niet mogelijk om je eigen vraag te beantwoorden Je mag slechts 1 keer antwoord geven op een vraag Je hebt vandaag al antwoorden gegeven. Morgen mag je opnieuw maximaal antwoorden geven.

0 / 2500
Gekozen afbeelding
+