Algunas preguntas sobre el momento y la energía de los electrones en el modelo mecánico cuántico del electrón

Estaba aprendiendo sobre el modelo cuántico del electrón y cómo pensar en los electrones como ondas estacionarias explica los orbitales, ya que ciertos radios producirán interferencia constructiva y otros producirán interferencia destructiva. Sin embargo, si las circunferencias de los niveles de energía son múltiplos del más bajo, ¿significa esto que la longitud de onda de De Broglie del electrón permanece constante independientemente del nivel de energía y, por lo tanto, su magnitud de momento es constante?

¿Significa esto que la energía que obtiene un electrón al absorber un fotón no aumenta su energía cinética en absoluto, sino que solo aumenta su energía potencial eléctrica a medida que se aleja del núcleo positivo? ¿Es esta necesidad de mantener constante la energía cinética la razón por la que los electrones que se mueven entre niveles de energía deben absorber cantidades específicas de energía, mientras que los electrones que escapan de un metal a través del efecto fotoeléctrico o de un átomo a través de la ionización pueden absorber cualquier cantidad de energía por encima de cierto umbral, y el exceso se convierte en ¿energía cinética?

¿Significaría esto que los niveles de energía están espaciados uniformemente en términos de radio, pero la energía necesaria para mover un electrón entre ellos disminuye a medida que te alejas del núcleo, ya que la diferencia de potencial eléctrico disminuirá a medida que te alejas del núcleo?

Finalmente, si es cierto que la cantidad de movimiento es constante, ¿por qué? ¿Se necesita un impulso específico? ¿Está relacionado de alguna manera con la fuerza entre el electrón y el núcleo?

Su pregunta parece referirse al modelo del átomo de hidrógeno de Bohr, pero ese modelo ahora está obsoleto.

Respuestas (1)

Tiene una gran cantidad de preguntas que muestran que está tratando de comprender las entidades mecánicas cuánticas en términos de física clásica.

El modelo de Bohr del átomo, la longitud de onda de De Broglie, el principio de incertidumbre de Heisenberg, fueron desarrollados y abrieron el camino hacia la teoría mecánica cuántica completa, y es engañoso depender de ellos ahora para comprender los sistemas mecánicos cuánticos.

Los electrones en sus niveles de energía no están orbitando, están en orbitales. Los orbitales dan la probabilidad de encontrar un electrón en un punto específico (x, y, z) sobre el sistema del centro de masa del átomo. Vea los posibles orbitales del átomo de hidrógeno aquí.

Estos son los conceptos básicos o mecánica cuántica.

Los orbitales provienen de las soluciones de la ecuación de onda mecánica cuántica donde el potencial define las soluciones y la función Ψ da la probabilidad como Ψ ∗ Ψ , el complejo conjugado al cuadrado.

Los electrones libres individuales no son ondas en el espacio, son puntos, como se puede ver en el experimento de la doble rendija, un electrón a la vez.

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Lo que se comporta como onda es la probabilidad, mostrando el patrón de interferencia de una onda en la acumulación de electrones.

Finalmente preguntas:

si es cierto que la cantidad de movimiento es constante, ¿por qué? ¿Se necesita un impulso específico? ¿Está relacionado de alguna manera con la fuerza entre el electrón y el núcleo?

No es el impulso lo que define las diferencias de nivel de energía (tiene tres componentes), es la energía del fotón entrante que debe ser igual a la diferencia de energía entre dos niveles para que el átomo, observe todo el átomo, pueda absorberlo y tener el electrón en un orbital de mayor nivel de energía.

Muy buena respuesta. +1 de mi parte.
Entonces, ¿el modelo de electrones como ondas estacionarias solo es válido para explicar los niveles de energía en el modelo de Bohr?
Algunas preguntas sobre el momento y la energía de los electrones en el modelo mecánico cuántico del electrón
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