Что определяет набор квантовых чисел в электроне атома?

Question

[Literarum]

Что именно определяет набор квантовых чисел в электроне атома? Повторюсь, не описывает, а именно определяет (задает) на "природном" фундаментальном уровне? Если все электроны по своей природе идентичны один к одному, то что задало им отличительные параметры? Что определило их положение на орбитали, что задало им кинетическую энергию?

Answer 1

[Ocelot]

Почему все электроны в атоме не имеют одинаковый набор квантовых чисел? Принцип Паули запрещает.
Почему именно этот конкретный электрон имеет (n=1, l=0..), а вот тот другой - (n=2, l=1..), хотя все электроны идентичны? Вопрос лишён смысла, как раз потому, что электроны идентичны. Мы не можем сказать, что один из них "этот", а другой - "другой".
Что придало электронам их энергию, магнитный момент и спин? Тот процесс, в ходе которого появился атом. Скорее всего, взрыв звезды.

Comments

[pindschik]

У электрона нет "кинетической энергии". Но он может занимать разные энергетические уровни на орбиталях атома. И может перепрыгивать между ними, излучая или поглощая кванты энергии. А вот свалиться всем электронам на один самый выгодный энергетический подуровень - как и сказал Ocelot - мешает запрет Паули. Это фундаментальный запрет. И он заставляет электроны размещаться не более 2 шт на каждом энергетическом подуровне (при этому у них разный спин). Орбитали разные, их форма и гибридизация далее определяет свойства атома. Но это уже вопрос не для хабра. Тут придется подучить химию.

Answer 2

[CBET_TbMbI]

Человечество не знает причин работы ни одного физического закона. Оно знает, как работают физические законы (по каким формулам). Оно умеет описывать мир при помощи них, умеет предсказывать результаты опытов.

Но фундаментально ответов на вопрос "почем это так или не иначе" оно не знает.

И тут даже в квантовую физику не надо лезть. То же самое с падением яблока на голову Ньютона. Можно дать формулу всемирного тяготения. Можно сказать, что притяжение это следствие замедления времени, но это всё лишь описания, а не причины.

Да и могут ли быть описаны причины? Они могут сводится к банальному "так уж случилось, такая вселенная появилась".

Comments

[#]

Человечество не знает причин работы ни одного физического закона. Оно знает, как работают физические законы (по каким формулам). Оно умеет описывать мир при помощи них, умеет предсказывать результаты опытов.

.. и есть ирония в том, что "чем больше мы знаем, тем больше понимаем, как много мы не знаем" ;)))

Answer 3

[#]

не пытайтесь рассматривать атом как микро планетноподобную систему. уже давно появилось понятие облака электрона. не орбиты а облака, некоторые даже когда то называли гантелеобразными. типа электроны остаются отдельными. не могут быть в одном месте, в тоже время невозможно сказать где конкретный электрон. они все в атоме, при чем почти что как просто числа. но ни какой аналогии с орбитами планет не существует

Answer 4

[Konstantin Kravtsov]

В атоме существуют разрешенные энергетические положения электронов - уровни. На каждом уровне возможно существование 2 электронов с противоположными спинами( принцип запрета Паули, как и было сказано). После того, как нижние уровни заполнятся, электроны будут вынуждены занять более высокий энергетический уровень, с более высоким квантовым числом n. И говорить корректно про кинетическую энергию электрона в атоме не корректно. В общем и целом структура энергетических уровней и набор квантовых чисел электрона в атоме определяется зарядом ядра (гравитационными эффектами пренебрегают)