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  #31  
Alt 16.10.07, 01:15
Benutzerbild von rene
rene rene ist offline
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Registriert seit: 01.05.2007
Beiträge: 716
Standard AW: Warum stürzen Elektronen nicht auf den Atomkern?

Zitat:
Zitat von Jogi Beitrag anzeigen
Kann mir nun jemand sagen, warum die Coulombkraft offenbar mit dem Impuls des Elektrons "mitwächst"?
Die Erhöhung der kinetischen Energie (durch die Coulomb-Kraft) führt zu einer überverhältnismässigen Impulserhöhung durch die Unschärferelation, so dass sich ein lokales Energieminimum herausbildet, das sich im Falle eines unangeregten Wasserstoffatoms im Abstand zum Bohrschen Radius befindet.

Zitat:
Und warum es dafür aber ebenso offenbar eine Grenze gibt, die die Zahl der Elektronenschalen in der Realität begrenzt?
Diese Grenze liegt am Kern selber, der eine natürliche Zerfallsgrenze darstellt und mit zunehmender Massenzahl (Anzahl Nuklide) instabil wird und zerfällt.

Grüsse, rene
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Realität ist eine Frage der Wahrnehmung
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  #32  
Alt 16.10.07, 19:22
Jogi Jogi ist offline
Moderator
 
Registriert seit: 02.05.2007
Beiträge: 1.880
Standard AW: Warum stürzen Elektronen nicht auf den Atomkern?

Gut rene, danke ersma.

Das hier versteh' ich noch nicht:
Zitat:
Zitat von rene Beitrag anzeigen
Die Erhöhung der kinetischen Energie (durch die Coulomb-Kraft) führt zu einer überverhältnismässigen Impulserhöhung durch die Unschärferelation, so dass sich ein lokales Energieminimum herausbildet, das sich im Falle eines unangeregten Wasserstoffatoms im Abstand zum Bohrschen Radius befindet.
Wird die E.-kin. des Elektrons durch die Coulombkraft erhöht?
Ich dachte immer dass die Elektronen ihre zusätzliche Energie aus dem externen Feld beziehen, wenn eins anliegt.


Das hier ist logisch:
Zitat:
Diese Grenze liegt am Kern selber, der eine natürliche Zerfallsgrenze darstellt und mit zunehmender Massenzahl (Anzahl Nuklide) instabil wird und zerfällt.
Wahrscheinlich hab' ich mich falsch ausgedrückt,
ich wollte wissen warum Elektronen bis zu einer gewissen Grenze in höhere Orbitale steigen können,
ohne dem Einflussbereich des Kerns zu entkommen.
Aber das hast du ja weiter oben schon teilweise beantwortet.
Irgendwo ist dann für das einzelne Elektron aber Schluss mit weiterem Aufstieg, dann führt die Absorption weiterer Energie dazu,
dass das E. der Coulombkraft entkommt.
Also scheint die Coulombkraft irgendwo eine scharfe Grenze zu haben,
wo sie nicht mehr mit der E.-kin. der höher angeregten Elektronen fertig wird.
Aber bis dorthin scheint sie so zu wachsen, dass sich ein Gleichgewicht zwischen Fluchtenergie des Elektrons
und Anziehung durch das Proton einstellen kann.
Kann man da für jedes Element ein Grenzorbital angeben?


Gruß Jogi
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Die Geschichte wiederholt sich, bis wir aus ihr gelernt haben.
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  #33  
Alt 16.10.07, 21:52
JGC JGC ist offline
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Beiträge: 3.276
Standard AW: Warum stürzen Elektronen nicht auf den Atomkern?

Hallo Jogi..



Wenn du dir das Bild nochmal ansiehst, dann kannst du dir vielleicht vorstellen, das diese konzentrischen Ringe quasi genau den Dichtewellenzonen der stetig zufliessenden Gravitationsdruckwirkung entsprechen, deren Abstände nach dem Paulischen Auschliessungsprinzip angeordnet sind...

Auf deren Wellenmaximas stehen jeweils die Schalen und liefern entsprechend die Energien(über Resonanz und Rückkopplung) und je weiter man sich vom Kern entfernt(je mehr Schalen besetzt sind) um so geringer werden die Aufenthaltsmöglichkeiten für weitere Elektronen, da die Schichtstärken für weitere Elektronenorbitale immer schmaler werden, so das sie irgendwann mal keine stabilen Verhältnisse mehr gewären..

(ist jetzt nur mal von meiner Warte aus gesehen)


JGC

Geändert von JGC (16.10.07 um 22:00 Uhr)
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  #34  
Alt 17.10.07, 14:39
Benutzerbild von rene
rene rene ist offline
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Registriert seit: 01.05.2007
Beiträge: 716
Standard AW: Warum stürzen Elektronen nicht auf den Atomkern?

Hallo Jogi

Zitat:
Zitat von Jogi Beitrag anzeigen
Wird die E.-kin. des Elektrons durch die Coulombkraft erhöht?
Ich dachte immer dass die Elektronen ihre zusätzliche Energie aus dem externen Feld beziehen, wenn eins anliegt.
Der Elektronenabstand zum Kern lässt sich über die Schrödingergleichung oder über eine einfache quantenmechanische Rechnung bestimmen, die von der Unschärferelation ausgeht und das Plancksche Wirkungsquant mit der kinetischen Energie verknüpft. Die potentielle Energie nimmt ab, wenn der Abstand r kleiner wird, aber je kleiner r ist, um so grösser ist der vom Unbestimmtheitsprinzip geforderte Impuls, und darum wird auch die kinetische Energie grösser.

E = h²/2ma² - e²/a mit a=Abstand, e=elektr. Elementarladung

Durch Differentation und Gleichsetzung mit null wird a mit 0.528 Ångström aufgelöst.

dE/da=-h²/ma³+e²/a²

Beim Bohrschen Radius findet das Elektron sein Energieminimum.

Zitat:
Wahrscheinlich hab' ich mich falsch ausgedrückt,
ich wollte wissen warum Elektronen bis zu einer gewissen Grenze in höhere Orbitale steigen können,
ohne dem Einflussbereich des Kerns zu entkommen.
Aber das hast du ja weiter oben schon teilweise beantwortet.
Irgendwo ist dann für das einzelne Elektron aber Schluss mit weiterem Aufstieg, dann führt die Absorption weiterer Energie dazu,
dass das E. der Coulombkraft entkommt.
Also scheint die Coulombkraft irgendwo eine scharfe Grenze zu haben,
wo sie nicht mehr mit der E.-kin. der höher angeregten Elektronen fertig wird.
Aber bis dorthin scheint sie so zu wachsen, dass sich ein Gleichgewicht zwischen Fluchtenergie des Elektrons
und Anziehung durch das Proton einstellen kann.
Kann man da für jedes Element ein Grenzorbital angeben?
Denk an die Ionisation: Elektronen entfernen sich entsprechend ihrer zugeführten Energie (Anregung) vom Atomkern, so dass das Atom/Molekül als positiv geladenes Ion zurückbleibt. Die Ionisierungsenergie hängt stark von der Anziehungskraft zwischen Atomkern und dem zu entfernenden Elektron ab, welche sich nach der Coulomb-Formel F=k*z/r^2 mit k=Schalenzahl, z=Kernladungszahl, r=Elektronenabstand vom Kern berechnet.

Grüsse, rene
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  #35  
Alt 17.10.07, 20:57
Jogi Jogi ist offline
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Standard AW: Warum stürzen Elektronen nicht auf den Atomkern?

Hi rene.

Ich hab' das mal ganz grob durchgerechnet, mit Fe als Beispiel.

Wenn ich mich nicht verhauen habe, wird's ab dem 6. Orbital kritisch,
was auch meiner bisherigen Vorstellung entspräche.

Ist das so, dass ein Fe-Atom nur bis zum 6. (der gar nur bis zum 5.) Orbital Elektronen halten kann?


Gruß Jogi
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  #36  
Alt 17.10.07, 23:54
Benutzerbild von rene
rene rene ist offline
Guru
 
Registriert seit: 01.05.2007
Beiträge: 716
Standard AW: Warum stürzen Elektronen nicht auf den Atomkern?

Hi Jogi

Im Eisenatom sind eine ganze Reihe von Übergängen möglich in Abhängigkeit des Coulomb-Potentials von der elektrischen Ladung, so dass sich die Ionisierungsenergien mit dem Ionisationsgrad verschieben und von den 26 Elektronen bei Anregung einige in den Schalen fehlen. In der Sonnenkorona ist das Eisen 23fach ionisiert, also nur noch 3 Elektronen an den Kern gebunden. Durch entsprechende Anregung und Energiezufuhr lässt sich auch Eisen vollständig ionisieren.

Gruss, rene
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  #37  
Alt 18.10.07, 00:19
pauli pauli ist offline
Singularität
 
Registriert seit: 03.06.2007
Beiträge: 1.334
Standard AW: Warum stürzen Elektronen nicht auf den Atomkern?

Zitat:
Durch entsprechende Anregung und Energiezufuhr lässt sich auch Eisen vollständig ionisieren.
Ist das eigentlich noch 'echtes' Eisen? Wie verhält es sich magnetisch, kann man es noch sozusagen magnetisch ausrichten?
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  #38  
Alt 18.10.07, 22:20
Benutzerbild von rene
rene rene ist offline
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Registriert seit: 01.05.2007
Beiträge: 716
Standard AW: Warum stürzen Elektronen nicht auf den Atomkern?

"Echtes Eisen" ist es wohl, nur nicht mehr als Dauermagnet magnetisierbar - es fehlen die Dipole, jedoch wird es als bewegter Ladungsträger von Magnetfeldern abgelenkt. Auch die chemischen Reaktionseigenschaften sind aufgrund fehlender Valenzelektronen (und hoher Temperatur) nicht mehr die gleichen.

Grüsse, rene
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Geändert von rene (18.10.07 um 22:23 Uhr)
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