Seuraa 
Viestejä40

Voisiko joku selittää minulle nuo graafiset mallit noiden orbitaalien rakenteesta. Mitä nuo kuvat koittavat kertoa ?

Ymmärrän kyllä mistä orbitaaleissa on kysymys mutta en tajua malleista mitään.

Kuva aiheesta

http://chemicalfacts4u.blogspot.fi/2011/06/atomic-orbital.html

Tarkoittaako tuo että p orbitaaleilla kiertävät elektronit tekevät tuollaista soikiota liikettä kuvan mukaisesti? Jos kerran orbitaalit on havainnoitu ja tiedetään että siellä on elektroneja, miksi niiden tasantarkkaista paikkaa tiettynä aikana ei muka voida tietää? Puhutaan elektronin todennäköisestä sijainnista jossakin avaruuden pisteessä, mutta tiedetäänhän me missä esimerkiksi mars tällä hetkellä kiertää.

Valaiskaa

Sivut

Kommentit (22)

Olen vasta toisen vuoden opiskelija lukiossa, enkä tiedä kannattaisiko minun vastata tähän kysymykseen, mutta vastaanpa kuitenkin :)

Nuo graafiset mallit ovat ensiksikin melko sekavia. En tiedä löytyykö kemian oppikirjastani (Mooli 2) ''parempia malleja'', mutta ainakin ne kuvaavat orbitaalien lukumäärää paremmin kuin nuo rajapintakuvaajat. Esim. p-alakuorella näyttää tuon rajapintakuvaajan mukaan olevan vain kaksi orbitaalia, kun oikea määrä pitäisi olla kolme (p-alakuorelle mahtuu 6 elektronia).

Mutta siis asiaan. Mallinnetuista orbitaaleista elektroni löytyy todennäköisimmin sen ulkopinnasta. Esim. s-alakuorista, jotka mallinnetaan pallon muotoisina, elektroni löytyy todennäköisimmin pallon pinnalta.

Hiukkasia paikannetaan esim. niistä lähtevistä sähkömagneettisista aalloista. Eli kun jotakin hiukkasta yritetään paikantaa, heittää tulos aina heijastuneen säteen aallonpituuden verran. Kun aallonpituutta pienennetään, aallon energia kasvaa ja se vuorovaikuttaa hiukkasen liikkeeseen enemmän, mikä taas vaikeuttaa paikannusta. Tämän takia hiukkasen tarkkaa paikkaa ei ikinä saada selville Tätä sanotaan myös Heisenbergin epätarkkuusperiaatteeksi.

Saa korjata mikäli olen väärässä.

Heksu
Seuraa 
Viestejä5463

Minä olen ymmärtänyt asian niin, ehkä orbitaali kuvaa aluetta, jonka sisäpuolelta elektroni löytyy jollain tietyllä todennäköisyydellä, ts. ei siis sillä pinnalla. Viisaammat tarkentakoot.

Sisältö jatkuu mainoksen alla
Sisältö jatkuu mainoksen alla
Guarani River Oil
Seuraa 
Viestejä467

Graafinen orbitaali kuvaa tosiaan aluetta, miltä elektroni löytyy hyvin suurella (jollain 90 prosentin tjn.) todennäköisyydellä. Vedyn tapauksessa orbitaalin ''pinta'' taitaa sitten sijaita elektronin odotusarvon etäisyydellä. Periaatteessa ja matemaattisesti elektroni voi sijaita missä tahansa avaruudessa, vaikka kuussa.

eek1
Meinaako tämä että elektroni voisi kiertää ihoni pinnalla olevaa atomin keskustaa vaikka kuuhun asti ulottuvalla radalla? Miten tämä olisi muka mahdollista?



Elektroni ei kierrä millään radalla. Se vain voi sijaita missä päin tahansa. Elektronin sijainnin todennäköisyyden määrää elektronin aaltofunktio ja sen mukaan todennäköisyys hiukkasen löytymiselle ei missään avaruudellisessa pisteessä ole nolla. Tämän aaltofunktion todennäköisyys on kuitenkin suurimmillaan orbitaalin rajaamalla alueella, joten elektroni myös luultavimmin löytyy sieltä.

Mouho
Seuraa 
Viestejä2673
eek1
Meinaako tämä että elektroni voisi kiertää ihoni pinnalla olevaa atomin keskustaa vaikka kuuhun asti ulottuvalla radalla? Miten tämä olisi muka mahdollista?



Meinaa, tosin todennäköisyys tuolle lähestyy rajatta arvoa 0.

On virheellistä ajatella elektronia kiinteänä kappaleena, joka kiertää ydintä jollakin määrätyllä radalla (planeettavertaus). Elektronit ovat jotain "juttuja", joita kutsutaan hiukkasiksi ja ne eivät suostu käyttäytymään maalaisjärjen tai edes klassisen fysiikan mukaisesti.

Orbitaalit ovat schrödingerin aaltoyhtälön ratkaisuja, ja ne kykenevät kertomaan vain todennäköisimmät avaruudelliset alueet elektronin esiintymiselle, koska Heisenberg.

Esim. tuolta jotain aiheeseen liittyvää:
http://www.lce.hut.fi/teaching/S-114.1327/opetusmoniste/KM_Luku4.pdf

Ja lopuksi pieni vinkki: Jos joku väittää todella ymmärtävänsä kvanttimaailmaa, hän valehtelee.

EDIT: Hidas...

*Enää et ole Se, mikä alkoi lukea tätä virkettä.
.....................enkä minäkään ole oikeasti Mouho.

Heksu
Seuraa 
Viestejä5463

Kannattaa muistaa sekin, että hyvin pienesää mittakaavassa hiukkaset voivat käyttäytyä aaltojen tavoin. Atomia kiertävä elektroni on tavallaan seisova aalto, ja orbitaalien voidaan ajatella muodostavan ikäänkuin harmonisen sarjan.

Cargo
Seuraa 
Viestejä979

Siis hiukkasen paikan todennäköisyyttä voidaan kuvata aaltofunktiolla, ja hiukkasen "liikkeen" ilmaiseen aaltofunktion muutos ajan suhteen. Mutta tämä ei kerro mitään siittä miten hiukkanen todellisuudessa liikkuu paikasta toiseen tai millainen se ylipäätään on. Sitten kun hiukkasta mitataan, niin tuloksissa hiukkanen käyttäytyy joko kappalemaisesti tai aaltomaisesti.

Tämä asia pitäisi hakata oppilaiden päihin peruskoulussa ja lukiossa, ettei sitten sitkeitä väärinkäsityksiä pääse syntymään.

" sähkö (se sähkö, jota tuotetaan mm. voimalaitoksissa) ei ole energiaa "
- Vastaaja_s24fi

“Jos et ole kaksikymppisenä vihreä, sinulla ei ole sydäntä. Mutta jos et ole nelikymppisenä perussuomalainen, sinulla ei ole aivoja.”
- Cargo

Heisenbergin epätarkkuusperiaate on typerä. Tietysti mittaus vaikuttaa aina mitattavaan.
Onko olemassa mitään todellista näyttöä siitä, että esim. elektroni esiintyisi muualla kuin missä pitäisi? Matemaattiset yhtölöt ovat vain kirjoitusta paperilla kuin Mooseksen aivopierut kivilaatalla, jos niille ei ole todellista näyttöä.

Guarani River Oil
Periaatteessa ja matemaattisesti elektroni voi sijaita missä tahansa avaruudessa, vaikka kuussa.



Niin varmasti, matemaattisesti hihhulit ovat neroja,

illuusio
Seuraa 
Viestejä910
fenomenologi
Guarani River Oil
Periaatteessa ja matemaattisesti elektroni voi sijaita missä tahansa avaruudessa, vaikka kuussa.



Niin varmasti, matemaattisesti hihhulit ovat neroja,



Tuo kuu esimerkki on taas hyvä esimerkki nykytieteen hokkus pokkus -selityksistä. Miten kukaan itseään kunnioittava ihminen, saati fyysikko, voi uskoa tuollaista selitystä???

hmk
Seuraa 
Viestejä1056
illuusio
Tuo kuu esimerkki on taas hyvä esimerkki nykytieteen hokkus pokkus -selityksistä. Miten kukaan itseään kunnioittava ihminen, saati fyysikko, voi uskoa tuollaista selitystä???



Fyysikoiden kohdalla vastaus on selvä, heidän ei tarvitse uskoa.

In so far as quantum mechanics is correct, chemical questions are problems in applied mathematics. -- H. Eyring

MooM
Seuraa 
Viestejä8681
illuusio
fenomenologi
Guarani River Oil
Periaatteessa ja matemaattisesti elektroni voi sijaita missä tahansa avaruudessa, vaikka kuussa.



Niin varmasti, matemaattisesti hihhulit ovat neroja,



Tuo kuu esimerkki on taas hyvä esimerkki nykytieteen hokkus pokkus -selityksistä. Miten kukaan itseään kunnioittava ihminen, saati fyysikko, voi uskoa tuollaista selitystä???



No onko uskottavampaa, että kuun massa on samaa luokkaa kuin saman kokoluokan neutronitähdellä?

Kvanttimekaniikassa ensimmäinen hämmentävä asia on juuri tuo paikan ja muiden ominaisuuksien todennäköisyys ja mittaustapahtuman vaikutus. EI tätä kaikki fyysikotkaan ole sisäistäneet (huomaan tämän esimerkiksi jatko-opiskelijoiden kanssa jutellessani)

Kyllä, periaatteessa elektroni ON "osittain" kuussa. Aaltofunktion määräämässä paikassa (tai siinä todennäköisyyksien jakaumassa, joka kuvaa elektronin sijaintia) ei ole rajaa, mutta todennäköisyys pienenee, kun mennään kauemmas noislta orbitaaleilta.

Mittaustapahtuma pakottaa elektronin "päättämään", missä se on ja tämä päätös tapahtuu noiden todennäköisyyksien mukaan. Tulos "kuussa" on äärettömän epätodennäköinen. Kauneimmillaan tämä on systeemeissä, joilla on vain kaksi ominaistilaa. "Vapaana" ne ovat tilojen superpositiossa (sekoitus molempien tilojen ominaisuuksia) ja kun systeemistä tehdään mitaus, se napsahtaa jommalle kummalle tilalle ja yksittäinen mittaus heijastaa vain tätä tilaa.

Lainausmerkkien määrästä voi päätellä, että konkreettiset ilmaisut ovat vertauskuvallisia, en halua sotkea tähän ammattikieltä, vain kuvailla perusajatusta.

Googlettakaa Schrödingerin kissa.

"MooM": Luultavasti entinen "Mummo", vahvimpien arvelujen mukaan entinen päätoimittaja, jota kolleega hesarista kuvasi "Kovan luokan feministi ja käheä äänikin". https://www.tiede.fi/keskustelu/4000675/ketju/hyvastit_ja_arvioita_nimim...

Haamu
Seuraa 
Viestejä727
illuusio
Vai päättää elektroni missä on mittaushetkellä. Jep jep, hokkus pokkus! Ennen Occamin partaveitsi toimi tieteessä, ei nykyään
Ei siinä mitään hokkus pokkusta tarvita. Eikä se elektroni oikeasti mitään päätä, me emme vain voi etukäteen tietää mitä se eletroni tekee tai missä se on ennen kuin me mittaamme sen. Voimme toki ennustaa tilastollisesti tuloksia ja riittävällä otannalla todennäköisyydet korreloivat erittäin hyvin havaintojen kanssa.

Mielestäni kvanttifysiikan tapa kuvata maailma sellaiseksi että lähestulkoon mikä vain on mahdollista, mutta suurin osa (kuten vaikkapa se elektroni kuussa) on mahdollista todennäköisyydellä joka lähestyy nollaa, on hyvin elegantti ja kaunis.

Pahoittelut loppuun vielä asioiden yksinkertaistamisesta, mutta se lienee pakollista, että asiohin oikeasti perehtymätön voisi "ymmärtää" edes jollakin tasolla mistä on kyse.

Mikäköhän on selitys sille, että atomit mielellään haluavat täyttää nuo orbitaalinsa muodostaen kemiallisia yhdisteitä. Mitä etua siitä on atomille itselleen. Vai onko tuo täyttyminen virheellinen ilmaisu? Toisaalta voiko elektroni hetkellisesti sijaita myös ylimääräisenä jo täydellä orbitaalilla vai onko sen todennäköisyys 0.

Neutroni
Seuraa 
Viestejä32250
miquel
Mikäköhän on selitys sille, että atomit mielellään haluavat täyttää nuo orbitaalinsa muodostaen kemiallisia yhdisteitä. Mitä etua siitä on atomille itselleen. Vai onko tuo täyttyminen virheellinen ilmaisu? Toisaalta voiko elektroni hetkellisesti sijaita myös ylimääräisenä jo täydellä orbitaalilla vai onko sen todennäköisyys 0.



Perustavimmalla tasolla ei tiedetä miksi luonnonlait ovat sellaiset kuin ovat. Mutta ne ovat sellaiset, että tietyt elektronitilat ovat sallittuja ja elektronit pyrkivät matalimman energian tiloihin. Molekyylien orbitaalit, jotka sitovat atomit toisiinsa, ovat niitä matalimpia tiloja. Ainakin joissain tapauksissa, eivät yhdisteet voi muodostua miten tahansa - sellaisissa tapauksissa noita matalaenergisiä sitovia tiloja ei ole.

Tuota täyttyminen ei pidä ymmärtää samalla tavalla avaruudellisen tilavuuden täyttymisenä kuin arkikielessä täyttymisellä ymmärretään. Tietty elektronitila tarkoittaa sitä, että elektronilla on tietyt kvanttiluvut, joilla on tietyt arvot. Luonnonlakien mukaan kahdella elektronilla ei voi olla samassa systeemissä samaa kvanttilukujen yhdistelmää. Esimerkiksi pääkvanttiluvun tilat täyttyvät, kun kaikki mahdolliset kvanttilukuyhdistelmät, joiden pääkvanttiluku on jokin tietty, on käytetty. Sen jälkeen systeemiin ei voi tulla uutta elektronia, jolla on sama pääkvanttiluku.

Mutta on huomattava, että eri tilat voivat sijaita avaruudessa päällekkäin. Elektronit voivat mennä toistensa läpi tai ytimen läpi ilman mitään ihmeellistä vuorovaikutusta.

illuusio
Seuraa 
Viestejä910

Ja hokkus pokkus! Kyllä elektroni kiertää ihan nätisti atomin ydintä, eikä vaeltele missään kuun takana. Kvanttifysiikka nyt vain sattuu olemaan nykyinen paradigma ja sillä mennään, toistaiseksi

ja edittiä: Kyllä minä ymmärrän kvanttifysiikkaa, mutta huomaan myös, että se ei ole SE oikea teoria hiukkasille. Yksinkertaisempi teoria on olemassa.

Sivut

Suosituimmat

Uusimmat

Sisältö jatkuu mainoksen alla

Uusimmat

Suosituimmat