Quando ero a scuola, ho imparato (da Democrito) che un atomo era simile a un sistema solare, con il nucleo del sole e gli elettroni essendo i pianeti. Naturalmente, ci sono alcune differenze:
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Il “sole” non è “una singola entità, ma un insieme di protoni e nuetroni.
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Due pianeti possono condividere unorbita (il che potrebbe essere possibile anche in un sistema solare, ma non accade nel nostro sistema solare).
Questo modello è ancora valido? Ecco i miei problemi:
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In “Sicuramente stai scherzando, Mr Feynman”, Richard Feynman implica che gli elettroni sono più un concetto teorico che oggetti reali.
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Ho difficoltà a comprendere i legami atomici (ionici e covalenti) in questo modello.
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Ho anche difficoltà a capire il “salto orbitale” degli elettroni in questo modello, così come molte altre cose.
Esiste un modello migliore per qualcuno che lo impara per la prima volta?
Commenti
- Primo, non è di Demokrit. Poiché non disponiamo di testi originali, non sappiamo se avesse idee per " struttura " dei suoi " atomi ". Secondo questo modello di Bohr non è mai stato " valido ", (per gli standard odierni) perché aveva più difetti che chicche. Fu solo dopo le idee di DeBroglies che il modello di Bohrs gaine d un po di rispetto. E per il resto: mai sentito parlare di meccanica quantistica? Per la chimica, utilizzare meglio lequazione di Schr ö dingers.
- È ' valida nel senso che ' unimmagine geometrica per aiutarti a visualizzare la sua scala. ' non è valido nel senso che tutti i processi in corso su questa scala sono descritti dalla teoria quantistica, che non è affatto come la gravità.
- Come è che hai problemi a capire il legame ionico in questo modello?
- btw, non è sicuramente Demokrit. I suoi atomi erano privi di dimensioni, la struttura era costituita da alcune proprietà interne " rithmos, diatigue, trop ". Gli atomi di Epicuro avevano dimensioni minuscole e Copernico fa il confronto tra la dimensione di un atomo e la dimensione del sistema solare, ma senza implicare alcuna somiglianza, né sottostruttura.
Risposta
Sì, il modello è più valido che mai e no non ci sono modelli migliori per spiegarlo a qualcuno la prima volta (IMHO).
Come sottolinea Georg, il modello non è mai stato matematicamente valido; semplicemente non è possibile tradurre il modello relativistico di un sistema planetario in una struttura atomica. Se ci si aspetta o si intende che il pubblico utilizzi effettivamente il modello per fare previsioni quantitative, il modello planetario è piuttosto inutile …
Tuttavia, le persone che stanno imparando a conoscere gli atomi per la prima volta quasi certamente non dovrebbero utilizzare il modello per fare previsioni quantitative. La maggior parte i sistemi scolastici negli Stati Uniti introducono il concetto di atomi prima dei 14 anni. Quando hai forse unora al giorno per qualche giorno Per parlare della struttura atomica, semplicemente non sarà possibile affrontare largomento con ulteriori dettagli.
Il modello planetario non corrisponde alla realtà né fa previsioni valide, ma per un bambino di 12 anni Chi ha unidea di come le cose possano orbitare luna intorno allaltra, il modello planetario fornisce almeno alcune delle idee giuste. Permette allo studente di visualizzare e differenziare tra un nucleo ed elettroni [fisica nucleare]; concettualizzare la perdita, il guadagno e la condivisione di elettroni [chimica]; il movimento degli elettroni lungo un materiale [elettricità e magnetismo]; e infine emissione e assorbimento di fotoni [ottica].
Considerando che solo un numero molto piccolo di questi studenti continuerà a imparare la fisica a un livello superiore, i vantaggi sembrano superare i difetti. Questo è particolarmente vero se si considera che coloro che continuano a imparare di più tenderanno ad essere gli studenti più capaci di abbandonare il vecchio modello.
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- Onestamente, ' è possibile ottenere ancora di più dal modello rispetto a quanto ho elencato sopra. Ad un livello molto più profondo, il modello implica correttamente che gli elettroni occupino uno spazio radialmente più distante dal centro rispetto ai neutroni e ai protoni; questa distanza tende ad aumentare con il numero di elettroni; neutroni e protoni sono esclusi dalloccupare lo stesso spazio fisico; e le reazioni chimiche sono più probabili di quelle nucleari. A livello qualitativo, il modello non è ' così male.
- Ciò significa che il modello è utile , come Plato ' s « bugia medicinale.» Non indica che sia valido . Ho incontrato una professoressa di filosofia che aveva abbandonato la scienza al liceo dopo aver scoperto che i suoi primi insegnanti le avevano mentito usando questo modello planetario … e lei non ' t Concordo anche con Platone ….
- Penso di essere daccordo con Giuseppe qui: il modello è utile , ma non valido . Per lo meno, iniziare dicendo " Sì, il modello è valido come non è mai stato " è grossolanamente fuorviante (anche anche se vedo come potrebbe tecnicamente essere considerata unaffermazione vera).
- E quale modello allora proponi è valido? È possibile avere gradi di validità? Se si richiede una correlazione assoluta tra teoria e realtà, il modello standard della fisica delle particelle è sicuramente non valido. La domanda posta se il modello è " ancora valido. " Linterpretazione della parola " valido " poiché suggerisci che renderebbe la domanda in sé priva di significato.
- Tutti i modelli non sono validi, alcuni sono utili. Questa ' è fondamentalmente la definizione di fisica.
Risposta
Il modello è molto non valido, e per tutti i motivi che hai menzionato: i legami chimici sono inspiegabili in termini di questo modello, ecc. E per altri motivi che non menzioni ma che erano compresi allepoca: una particella carica rotante (come come dovrebbe essere lelettrone in questo modello) genera unonda radio allo stesso modo delle nostre antenne, quindi perde energia e deve cadere nel nucleo entro frazioni di secondo.
La pedagogia non ha ideato un modello più valido che riesce in tutte le cose che il Sig. Redwine indica correttamente riesce a superare usando il modello planetario non valido. Ma forse se ci proviamo, si può fare qualcosa con il modello di onda materia di de Broglie o con Schroedinger “s ( comprensione precoce, ingenua e errata dellonda elettronica. Un tale modello è più valido, anche quando si tralascia ogni riferimento alle probabilità, quindi forse non è completamente valido, e penso che si potrebbe fare qualcosa con esso. Vedi la mia risposta alla domanda collegata.
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- I dettagli dei legami chimici sono inspiegabili, ma gran parte della chimica inorganica è abbastanza ben predetta semplicemente guadagnando o perdendo elettroni di valenza. Secondo i modelli ' è un ottimo rapporto qualità-prezzo!
Risposta
Sì, in alcuni casi .
Quasi un secolo dopo che il fisico danese Niels Bohr offrì il suo pianeta modello dellatomo di idrogeno, un team di fisici guidato dalla Rice University ha creato atomi giganti di dimensioni millimetriche che gli somigliano più da vicino di qualsiasi altra realizzazione sperimentale finora raggiunta.
Usando i laser, i ricercatori hanno eccitato gli atomi di potassio a livelli estremamente alti utilizzando una coda con attenzione Dopo una serie di brevi impulsi elettrici, il team è stato in grado di indurre gli atomi in una configurazione precisa con un punto, " localizzato " elettrone in orbita lontano dal nucleo
Commenti
- Poiché gli elettroni rimangono solo localizzati nel orbita circolare per più rivoluzioni, questi non sono atomi poiché soffrono dellinstabilità che ha portato Bohr a inventare la teoria quantistica in primo luogo: una particella carica rotante perde energia per radiazione elettromagnetica e non può rimanere in orbita. Quindi, ehm, ' non è proprio unorbita …