Cuando pasamos el átomo de hidrógeno, los átomos de múltiples electrones, las moléculas de múltiples átomos y los sólidos, generalizamos las respuestas dadas anteriormente.
Calculamos el potencial que actúa sobre los electrones, debido a las cargas positivas en todos los núcleos atómicos y las cargas negativas en todos los electrones [véase la nota a continuación].
Resolvemos las soluciones de la ecuación de Schroedinger con este potencial. Estas soluciones incluyen valores propios : los niveles de energía permitidos de los electrones, y los vectores propios , las funciones de onda permitidas de los electrones. A partir de las funciones propias, calculamos las distribuciones espaciales de los estados permitidos de los electrones. Para los átomos de múltiples electrones, estos se parecen mucho a las imágenes simples de s, p, d y otros orbitales mencionados en la pregunta. Para las moléculas, los estados permitidos se parecen mucho a los sigma, pi y otros orbitales que puede haber visto en los libros de química cuántica. Para los sólidos, algunos estados permitidos de baja energía (fuertemente unidos) se parecen a los orbitales atómicos familiares. Algunos estados permitidos de mayor energía (ligados libremente) pueden distribuirse de manera bastante uniforme sobre todos los átomos, por ejemplo, en metales.
- ¿Es un electrón un sólido? Si es así, ¿tiene un punto de fusión?
- En QM puede hacer una estimación muy simple de la energía de ionización H una vez que conoce el radio aproximado del átomo. ¡Es real! ¿Hay un ejemplo similar en la teoría de campo, donde un principiante puede obtener un número que muestra que está haciendo algo real?
- ¿Cómo haría un recipiente / tubería de reactor nuclear con solo materiales y técnicas de la Segunda Guerra Mundial? El interior y la turbina pueden ser modernos.
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[Nota sobre: ”Calculamos el potencial que actúa sobre los electrones, debido a … las cargas negativas en todos los electrones”]
Espero que hayas dicho, “Howzat?” Porque suena circular. En realidad, el cálculo debe hacerse de forma coherente . Lo que esto significa es que
- Estimamos la distribución electrónica, generalmente basada en solapamientos simples de densidades de carga atómica.
- Calculamos el potencial debido a esta estimación.
- Resolvemos la ecuación de Schroedinger con este potencial.
- Calculamos una nueva distribución electrónica a partir de estas soluciones.
- Volvemos al paso 2 y calculamos un nuevo potencial basado en esta nueva estimación.
Repetimos los pasos 2,3,4 hasta que la nueva densidad de carga concuerde con la densidad de carga anterior.
En este punto, el potencial y las distribuciones electrónicas son todos coherentes: los resultados concuerdan con los supuestos. Los teoremas de unicidad de las matemáticas de las ecuaciones diferenciales parciales nos dicen que esta es la única solución correcta y correcta al problema.
