Creo que se refiere a un microscopio de fuerza atómica y no a un ‘microscopio atómico’. Si no lo está, por favor, ilumínenos qué es un ‘microscopio atómico’. Ni siquiera Google lo sabe.
Ok, seguir adelante en caso de que sea un microscopio de fuerza atómica. (Edite la pregunta en ese caso también).
- ¿Qué es la eficiencia cuántica?
- Química: ¿Por qué la simetría es tan importante para determinar la degeneración de un orbital molecular?
- ¿La energía tiene polaridad?
- ¿Qué se entiende por radio covalente para el sodio?
- ¿Cuál es la diferencia entre enlace de coordinación y enlace iónico?
Ahora esto debe decirse:
No existe una presentación “real” de una estructura molecular en lugar de una distribución de probabilidad.
Todo es, de hecho, una distribución de probabilidad. Y de acuerdo con las matemáticas, hay algo llamado valor de expectativa. Esto sería:
Lo que da el valor esperado o la media del A observable (posición, momento, momento angular, energía … cualquier cosa)
Esa ecuación evita que las personas hagan suposiciones ridículas de la afirmación “Dios no juega a los dados”.
Ahora vamos a ver cómo funcionan los AFM. Si cambia al modo de contacto, el AFM deja caer la punta (una muy afilada) en la muestra (que está hecha de átomos, por supuesto).
Las fuerzas electrostáticas repelen los átomos de la punta y la muestra. Esta fuerza es detectada y medida. El sistema es lo suficientemente sensible como para medir átomos porque a) la punta está afilada b) los piezos ofrecen control de pocas micras por voltio, c) los multímetros de hoy en día pueden medir algunos nA con cierto grado de precisión (no sé acerca de los de gama alta pero No confiaría en las mediciones de <100 nA en las populares para ser precisos) d) la óptica y la optoelectrónica pueden detectar el movimiento del láser por debajo de un micrón.
Un ejemplo de puntas afiladas puede obtener:
Respuesta del usuario de Quora a ¿Cuál es la cosa más puntiaguda del mundo?
Entonces, cuando dos átomos entran en contacto entre sí, experimentan atracción y fuerzas repulsivas.
Digamos que uno de esos átomos es silicio y el otro es aluminio. En la capa externa tendrías oribitales s y p y quizás híbridos sp1 y sp2. Supongamos simplemente los oribitales syp para simplificar.
Ahora las representaciones matemáticas de los orbitales son:
Componentes radiales:
Componentes angulares:
Evidentemente son para el hidrógeno. Solo se aplican a átomos que no son de hidrógeno porque las aproximaciones de campo autoconsistentes se modelan de esa manera y funcionan (puede ser que no exista p orbital para Helio o Uranio porque no hay una solución exacta para el problema de muchos cuerpos) ¡Su libro de texto de la escuela secundaria es una conspiración! Pero no quiero meterme demasiado en eso ahora)
Lo anterior son distribuciones de probabilidad de electrones alrededor del núcleo. Pero de acuerdo con el microscopio de fuerza atómica, son distribuciones de carga. Todo lo que se necesita es la caída de aq (carga eléctrica) (= e -> carga elemental de electrones) en la ecuación. Entonces, cuando la gente dice que cuando un electrón unido a un átomo tiene una probabilidad mínima de estar del otro lado del universo de acuerdo con la mecánica cuántica, lo que realmente dicen es que su carga se puede sentir tan lejos pero es muy pequeña en comparación con estar cerca de él. Bueno duh! Las fuerzas electrostáticas solo se vuelven cero a distancia = infinito.
El potencial electrostático es una función de la distribución de carga. Lo cual no es más que la suma colectiva de las distribuciones de carga o el valor esperado de todas las probabilidades de mecánica cuántica de los orbitales involucrados.
La fuerza que siente el sistema AFM es el gradiente de ese potencial.
La fuerza neta que tiene tanto atractivo (porque hay tantas partículas y orbitales – núcleos, electrones, etc.) es:
Cuando esta fuerza se mapea alrededor de un área grande por un AFM, obtienes una imagen como esta:
(Eso es ADN)
