caída del electrón al nucleo

Una cuestión que debe venir a la mente de cada estudiante de química principio es: " Si el electrón y el núcleo de un átomo son opuestas partículas cargadas, ¿por qué no la caída de electrones en el núcleo?” Con el fin de protegerse de un problema de tal complejidad, un instructor (aunque negando la respuesta, mientras que le da) podría decir: " Debido a que el electrón está moviendo alrededordel núcleo como un planeta se mueve alrededor del sol. " Por supuesto, se sabe que esta respuesta es irremediablemente ingenua. Por un lado, mientras que en un orbital 1s, el electrón tiene momento angular orbital (l = 0), y por lo tanto, no puede ser " movía " nada en el sentido habitual de la palabra. Y por el otro, una partícula cargada tal como un electrón, cuando se acelera, como lo sería siestuviera en órbita alrededor de un núcleo, irradia energía. Esto haría que el electrón en una espiral en el núcleo, se queda fuera de ella. En este trabajo se presenta un modelo simple, pero esencialmente correcta del átomo que se puede utilizar para responder a la pregunta anterior, incluso para los principiantes en el estudio de la química.
A pesar de que un modelo planetario del átomo ya nopuede ser utilizado, una pista puede ser tomada de ella para una nueva respuesta a la pregunta. Como es bien sabido, para el movimiento planetario estable hay dos fuerzas en juego que deben equilibrar entre sí. La tendencia del planeta para caer en el sol (a causa de la atracción gravitatoria) debe equilibrarse con la tendencia opuesta en el planeta para salir el sol (por su movimiento haciaadelante). Para el movimiento planetario estable la "fuerza en" es igual a la "fuerza a cabo", y para la atracción gravitatoria o eléctrica la energía potencial es el doble de la magnitud de la energía cinética y de signo opuesto (2KE = - PE) (1)
1 (Esta relación, que se aplica a todas las leyes de la fuerza del inverso del cuadrado de la mecánica cuántica y la mecánica clásica, es un ejemplo del virialtambién es cierto para muchos sistemas de partículas.)
El modelo del átomo se presenta aquí es formulada por analogía con el movimiento planetario estable. En este modelo se identifican dos factores, uno que tiende a llevar el electrón más cerca del núcleo y uno que tiende a hacer que el escape de electrones desde el núcleo. Este modelo primero se analiza en términos cualitativos, ya que sepodría explicar a un estudiante que comienza, y luego será presentado con más detalle en términos cuantitativos.
Presentación cualitativa
Ese factor que tiende a llevar el electrón y el núcleo juntos es, por supuesto, la atracción electrostática.
El factor que tiende a hacer que el electrón y el núcleo se separan ahora debe discutido. Considere la posibilidad de un cuadro por lo demás vacío quecontiene un electrón. Todas las partículas, como los electrones, visualización de onda, así como propiedades de las partículas. Cuando un electrón en el contenido en cualquier forma, por ejemplo en una caja, sus propiedades de onda se vuelven muy importantes. Cuando contenía, el electrón se convierte en un "partículas en una caja", es decir, que se asemeja a una onda estacionaria en tres dimensionesde la materia y la carga eléctrica (que se ha llamado una nube de electrones) (2)
2 (En el cálculo de la energía de un átomo de múltiples electrones, el modelo de carga puntual y no debe ser utilizado el modelo de nube de electrones.)
Asociado con cualquier partícula en una caja es una cierta energía (o un conjunto de niveles de energía) que se puede llamar la "energía de la contención" (3)de la partícula. Todas las partículas se han asociado con ellos una cierta longitud de onda. Cuando una partícula se limita en un volumen limitado, su longitud de onda máxima es dictada por el tamaño del contenedor. A medida que el contenedor se hace más pequeño, la longitud de onda también debe ser más corto. Como la longitud de onda se hace más corta la energía de la partícula se incrementa....