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Stabilität des Atoms
 
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EGZ
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Beitrag EGZ Verfasst am: 09. Dez 2014 16:29    Titel: Stabilität des Atoms Antworten mit Zitat

Meine Frage:
Wie kommt die Stabilität des Atoms zustande? Es ist doch so, dass beim einfachsten Atom, dem Wasserstoffatom, ein Elektron ein Proton umkreist. Warum ist das so stabil und warum können bestimmte Bahnen nur eine gewisse Anzahl von Elektonen aufnehmen?


Meine Ideen:
Soweit ich weiß, gibt es das Bohrsche Atommodell ofiziell nicht mehr. Deshalb keine Bahnen. Orbitale? Aber warum immer 2 Elektronen?
isi1



Anmeldungsdatum: 03.09.2006
Beiträge: 2782

Beitrag isi1 Verfasst am: 09. Dez 2014 18:22    Titel: Antworten mit Zitat

Dass in der ersten Schale 1²*2=2 Elektronen sind, in der zweiten 2²*2=8 und in der dritten 3²*2=18, ist schlicht eine Beobachtung der Natur. Linus Pauling hat uns halt dann die Orbitale gezeigt und gute Vorhersagesicherheit erzielt. Aber warum das so ist? Muss man halt den lieben Gott fragen.

Ich habe da noch mehr solche Fragen: Warum sind in der Elektrotechnik zwei Ladungsarten und in der Kernphysik drei Farbladungen?

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TomS
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Anmeldungsdatum: 20.03.2009
Beiträge: 14064

Beitrag TomS Verfasst am: 09. Dez 2014 22:23    Titel: Re: Stabilität des Atoms Antworten mit Zitat

EGZ hat Folgendes geschrieben:
Wie kommt die Stabilität des Atoms zustande?

Entsprechend der QM muss ein Atom durch eine spezielle Schwingungsgleichung, die sogenannte Schrödingergleichung beschrieben werden. Aus dieser folgt ein diskretes, nach unten beschränktes Energiespektrum. D.h. es gibt einen Grundzustand, die kleinstmögliche Energie des Elektrons im Atom. Das Atom ist stabil, da das Elektron in keinen tieferen Energiezustand übergehen kann, da es diesen schlicht nicht gibt.

EGZ hat Folgendes geschrieben:
Es ist doch so, dass beim einfachsten Atom, dem Wasserstoffatom, ein Elektron ein Proton umkreist.

Nein, es handelt sich nicht um ein "Umkreisen".

EGZ hat Folgendes geschrieben:
Warum ist das so stabil und warum können bestimmte Bahnen nur eine gewisse Anzahl von Elektonen aufnehmen?

s.o. - aber man darf nicht von Bahnen sprechen.

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TomS
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Anmeldungsdatum: 20.03.2009
Beiträge: 14064

Beitrag TomS Verfasst am: 09. Dez 2014 22:26    Titel: Antworten mit Zitat

isi1 hat Folgendes geschrieben:
Warum sind in der Elektrotechnik zwei Ladungsarten und in der Kernphysik drei Farbladungen?

In der Elektrodynamik haben wir eine Ladungsart mit zwei Vorzeichen. In der Kernphysik haben wir zwei "Ladungsarten", den sogenannten Isospin. In der QCD haben wir drei "Ladungsarten", sogenannte Farbladungen.

Beschreiben kann man das mittels der Mathematik der Liegruppen.

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TomS
Moderator


Anmeldungsdatum: 20.03.2009
Beiträge: 14064

Beitrag TomS Verfasst am: 10. Dez 2014 07:19    Titel: Antworten mit Zitat

Habe die Frage zum Anlass genommen, dazu einen Beitrag unter FAQ zu schreiben

http://www.physikerboard.de/topic,40945,-faq---stabilitaet-der-atome.html

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franz



Anmeldungsdatum: 04.04.2009
Beiträge: 11573

Beitrag franz Verfasst am: 10. Dez 2014 09:31    Titel: Re: Stabilität des Atoms Antworten mit Zitat

EGZ hat Folgendes geschrieben:
Warum ist das so stabil und warum können bestimmte Bahnen nur eine gewisse Anzahl von Elektonen aufnehmen?

Meines Erachtens gibt die Physik Auskünfte über das Funktionieren der Atome, nicht jedoch zu einem "Warum" und man sollte als Lernender seine Zeit nicht übermäßig vergeuden mit populärwissenschaftlich / philosophischen Versuchen in dieser Richtung, sondern sich lieber in die Prämissen der Quantenmechanik vertiefen, einfache Beispiele durcharbeiten (schwer genug) und so mit der Zeit ein gewisses Gefühl für die Mikrophysik entwickeln. Ähnlich übrigens in der Relativitätstheorie: Nicht Warum, sondern: Wie?
f.
TomS
Moderator


Anmeldungsdatum: 20.03.2009
Beiträge: 14064

Beitrag TomS Verfasst am: 10. Dez 2014 17:31    Titel: Re: Stabilität des Atoms Antworten mit Zitat

franz hat Folgendes geschrieben:
EGZ hat Folgendes geschrieben:
Warum ist das so stabil und warum können bestimmte Bahnen nur eine gewisse Anzahl von Elektonen aufnehmen?

Meines Erachtens gibt die Physik Auskünfte über das Funktionieren der Atome, nicht jedoch zu einem "Warum" und man sollte als Lernender seine Zeit nicht übermäßig vergeuden mit populärwissenschaftlich / philosophischen Versuchen in dieser Richtung, sondern sich lieber in die Prämissen der Quantenmechanik vertiefen, einfache Beispiele durcharbeiten (schwer genug) und so mit der Zeit ein gewisses Gefühl für die Mikrophysik entwickeln. Ähnlich übrigens in der Relativitätstheorie: Nicht Warum, sondern: Wie?
f.

Ich finde die Frage durchaus berechtigt, und die Quantenmechanik gibt darauf ja auch eine befriedigenede Antwort. Man kann evtl. über die Fragestellung philosophieren; statt Warum ist das Atom stabil? fragt man besser Wie folgt die Stabilität der Atome aus dem Modell der nicht-relativistischen Quantenmechanik?

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