Cómo explicar el modelo de nube de electrones del átomo

La imagen física más simple para comprender el átomo es volver a las ondas unidimensionales y una cuerda. Un electrón libre es como un pulso en la cuerda que viaja para siempre, pero el pulso se vuelve más plano a medida que viaja. Si anclas la cuerda a un punto puedes ver las “ondas estacionarias”, así como el núcleo ancla los electrones.

Los orbitales son soluciones 3D para los niveles de energía permitidos.

La gran pregunta es, entonces, ¿cómo llegamos a las partículas? Pues nosotros no. No solo tenemos olas, tenemos algo parecido a olas. Y no tenemos partículas, tenemos algo que también es “parecido a una partícula”. En realidad es más “estadística”.

En lugar de pensar en un electrón como una partícula, debe pensar en él como un sistema. Ya haces esto cuando usas la palabra “haz” en el caso de movimiento entre dos lugares. El sistema tiene propiedades que tienen una distribución en todo el espacio, de modo que en cualquier punto hay una densidad de propiedad. Los nodos en esa cadena vibratoria son lugares de baja densidad en una de las propiedades, pero si sigue leyendo, también son lugares donde una “propiedad de imagen espejo” o propiedad conjugada tiene su mayor valor.

No hay radio para un electrón porque la distribución va a todas partes. Sin embargo, las distribuciones de densidad tienen características estadísticas como puntos centrales y dispersión. Así que hablar sobre las propiedades “internas” de un electrón no está literalmente dentro de nada, es una forma abstracta de referirse simplemente a ese sistema.

La distribución de momento de un sistema de electrones varía inversamente con la distribución de posición, y por posición simplemente queremos decir dónde está la densidad más alta. Entonces, cuando decidimos que las circunstancias han colocado la distribución de la posición en un pico agudo en algún lugar, a la inversa, solo debe ser que la distribución del momento se ha extendido. Y viceversa. No hay causa y efecto en esto, es una conexión fundamental entre esas propiedades. También funcionan otros emparejamientos. A algunas personas les gusta pensar en esto como “certeza” o “incertidumbre”, pero esa es una interpretación consecuente, no los hechos fundamentales que estamos discutiendo.

De todos modos, ahora si limitamos una distribución de electrones al espacio alrededor de un núcleo positivo, y factorizamos el tiempo, obtenemos una especie de patrón de resonancia donde la distribución completa no se dispersa, sino que forma “ondas estacionarias” de propiedades.

Los patrones de densidad son “expectativas”, y se llaman “orbitales”, y representan los patrones. A veces se dice que los orbitales representan la probabilidad de “encontrar” un electrón, pero eso es pura ilusión mental o matemática, porque encontrar como un acto físico no es lo que estamos describiendo.

Podría inventar un experimento que requiriera una explicación en la que la distribución de la posición del electrón se agrupara en un lugar, y esa interacción pudiera depender de la distribución original para su probabilidad, pero esa es una situación completamente diferente y ya no tiene un átomo estable agradable. .

El orbital es una concentración de propiedad, y eso incluye el momento, la energía, la carga, y dado que algún concepto de velocidad se distribuye con algún concepto de carga, naturalmente hay una distribución de corriente, campos magnéticos y momento angular en varias formas.

Con todas estas propiedades variables en forma de oscilaciones, ¿cuántos tipos de ondas complicadas tenemos que seguir? ¡Sorprendentemente, la respuesta es solo una! Todas estas propiedades están bailando exactamente con el mismo tipo de patrón. La única diferencia es que algunos dependen del patrón base real, algunos dependen de la tasa de cambio, y así sucesivamente. Estas dependencias se resumen utilizando funciones matemáticas del patrón base llamado “operadores”. Asombrosamente, todo el aparato clásico de variables físicas, en este caso, puede ser reemplazado por una sola variable llamada amplitud, y un grupo de operadores vinculados a ella.

Así como el operador en el video cambió la sintonía, la luz puede interactuar con el átomo para excitarlo estadísticamente. Hay varias formas de abordar las matemáticas, pero para comprenderlas completamente es necesario que incorporemos un sentido del tiempo que esté calibrado de la misma manera que los períodos de tiempo oscilantes, pero que representa una naturaleza diferente del tiempo, el tiempo de la “evolución”. La forma en que un sistema interactúa con otros sistemas para formar un sistema conjunto. El sistema de unión en el caso de los átomos involucra a otro “sistema” llamado fotón, y la extensión del fotón en el espacio y el tiempo constituye un aspecto del “vacío”, un sistema vivo que está lejos de estar vacío, como resulta .

Debido al principio de incertidumbre, no podemos saber exactamente dónde está un electrón en un momento dado. Por lo tanto, damos un modelo en el que la ubicación se describe a través de la probabilidad. En un modelo de nube, tendrás orbitales con colores intensos que se desvanecen en ciertos puntos (por ejemplo, un círculo con un color intenso en el medio del anillo, pero se desvanece a medida que sales). Los colores intensos indican una mayor probabilidad de que el electrón esté en ese lugar, y los colores que se desvanecen indican una menor probabilidad.

Por ejemplo,

Las áreas azul oscuro son donde es más probable que estén los electrones. Las áreas de color azul claro son donde los electrones son mucho menos propensos a estar.

El modelo de átomo de nubes cuánticas o electrónicas visualiza el átomo según la teoría cuántica especialmente, el principio de incertidumbre de Heisenberg que dice ‘no se puede predecir la posición y la velocidad (momento) de una partícula en movimiento (en última instancia, pequeña) con absoluta precisión’.

Por lo tanto, en la teoría moderna, se considera que los electrones poseen carácter de partículas y ondas, y los orbitales son nubes electrónicas de probabilidad donde la probabilidad de encontrar un electrón es máxima.

Completamente roto e inadecuado.
El modelo con mancuernas del átomo por David Wrixon EurIng en gravedad cuántica explicado
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