¿Los electrones en un átomo giran alrededor del núcleo en sentido horario o antihorario?

tl; dr Los electrones no giran alrededor del núcleo, aunque tengan un momento angular orbital.

La imagen que describe es una presunción de imaginar el electrón como una partícula . Esta no es la imagen correcta: la ciencia ha superado esto. Tampoco deberías imaginarte que es una ola, ya que el mayor conocimiento cuántico entre ustedes podría saltar, eso tampoco es correcto.

La mayoría de las respuestas aquí, excelentes respuestas en su mayor parte, no han captado la complejidad de lo que significa la rotación alrededor del núcleo . Algunas respuestas tienen un giro intrínseco tristemente combinado (múltiplos de medio entero de la constante h de Planck) con un giro orbital : no son lo mismo, y esas respuestas deben ignorarse. Otros todavía están tratando de pensar en un electrón que gire alrededor del núcleo, no .

Sin embargo, para responder realmente a esta pregunta, tenemos que profundizar en el corazón de la mecánica cuántica. Advertencia: ¡esta será una respuesta matemática! Sin embargo, haré todo lo posible para que las matemáticas sean accesibles.

Siempre puede saltar a la sección Resumen a continuación.

Describiendo un electrón

Un electrón se describe por la raíz cuadrada de una distribución de probabilidad. Llamamos a esta raíz cuadrada una función de onda. En aras de la legibilidad, llamaré a esta función de onda [math] \ Psi [/ math].

Una función de onda unidimensional. Esto no es lo que parece un electrón; es solo cómo lo describimos matemáticamente.

¿Qué significa esto?

• Significa que ya no estamos operando bajo el supuesto de que las matemáticas de la física tienen que tener un sentido intuitivo .
• Significa que estamos abandonando la idea de que estamos describiendo atributos del electrón en sí, como la posición o el momento, a través de las matemáticas; en cambio, estamos diciendo que existe este objeto matemático que corresponde a un objeto físico (como el electrón) en sí .

Esto no es muy diferente de lo que hacemos en física en la escuela secundaria. En la escuela secundaria, suponemos que podemos describir las propiedades de los objetos como funciones matemáticas: se puede decir que una función de coordenadas corresponde, por ejemplo, a la posición del objeto.

En mecánica cuántica, en lugar de hablar sobre las propiedades de un objeto (posición, momento, etc.), decimos que podemos describir el objeto en sí mismo como un objeto matemático, y además que realizar ciertas operaciones matemáticas en este objeto corresponde a obtener el valores permitidos de atributos como posición e impulso [matemática] ^ {1} [/ matemática].

¿Cómo sabemos qué operaciones hacer? ¿Cómo sabemos qué es una operación válida?

Estas preguntas fueron resueltas de manera concluyente por Schrodinger, Born y Heisenberg a principios de la década de 1930. Aquí están las reglas de la mecánica cuántica:

• Cada propiedad física (posición, momento, momento angular) está representada por una operación matemática en la función de onda [math] \ Psi [/ math]. Para obtener impulso en la dirección [math] x [/ math], por ejemplo, calcula [math] -i \ hbar \ dfrac {\ partial \ Psi} {\ partial x} [/ math].
• Los resultados de estas operaciones son los únicos valores permitidos que puede tomar la propiedad física correspondiente.
• La función de onda [math] \ Psi [/ math] se obtiene resolviendo la ecuación de Schrödinger.

  
  donde [math] \ Psi (t, r) [/ math] es una función de onda que depende de la posición [math] r [/ math] y el tiempo [math] t [/ math], [math] \ nabla [/ math ] es una abreviatura de aspecto horrible pero realmente simple para un tipo especial de derivada llamada gradiente, [math] \ mu [/ math] es la masa de la partícula y [math] V [/ math] es la energía potencial de la partícula

  Para resolver la ecuación de Schrodinger, solo tienes que especificar qué es [matemática] V [/ matemática] y resolver para [matemática] \ Psi [/ matemática]. La ecuación puede parecer aterradora, pero los físicos han desarrollado formas muy agradables y fáciles de simplificarla y resolverla.

Enhorabuena, en principio ahora conoces la mecánica cuántica. Todo en mecánica cuántica se desprende de estas reglas anteriores y una definición adecuada de las operaciones matemáticas.

Momento angular en la imagen cuántica

Un electrón que orbita un átomo exhibe no uno, ni dos, sino tres tipos de momento angular:

• Momento angular orbital : este es el momento angular derivado de girar alrededor del núcleo.
• Momento angular de giro : este es el momento angular derivado de girar sobre su propio eje, a diferencia de un trompo.
• Momento angular total : esta es la suma de los dos momentos anteriores (lo sé, lo sé).

El momento angular es una cantidad física: dadas las reglas de la mecánica cuántica, tenemos que representarlo con una operación matemática.

Denotando el momento angular orbital por [matemática] L [/ matemática], resulta que en una dirección particular [matemática] z [/ matemática], por ejemplo,

[matemáticas] L_ {z} \ Psi = -i \ hbar \ left (\ mathbf {r} \ times \ dfrac {\ partial} {\ partial z} \ right) \ Psi [/ math]

donde [math] \ mathbf {r} = x \ mathbf {x} + y \ mathbf {y} + z \ mathbf {z} [/ math] es el operador de posición, es decir, el vector que, cuando se multiplica por [math] \ Psi [/ math], te da la posición del electrón. [Math] \ times [/ math] representa un producto cruzado de vector estándar.

El momento angular de giro es el tipo de momento angular más famoso, y fácilmente el que tiene la mayor historia involucrada. Brian Bi hace un excelente trabajo al explicarlo en ¿De dónde viene el giro de partículas ?, mucho más elocuentemente de lo que podría, así que evitaré repetirlo aquí. Baste decir que, para un electrón , el espín puede tomar solo dos valores: [matemáticas] + \ dfrac {\ hbar} {2}, – \ dfrac {\ hbar} {2} [/ matemáticas]. (Otras partículas pueden demostrar más valores de giro, pero no hagamos esto más complicado de lo que debe ser). Por lo general, representamos el giro por el simple [matemáticas] S [/ matemáticas]. No nos importará mucho [math] S [/ math] excepto al final, donde señalaremos el papel que [math] S [/ math] juega en el átomo.

El momento angular orbital tiene algo inusual propiedades.

• Midiendo [matemática] ^ {2} [/ matemática] primero en la dirección [matemática] X [/ matemática] y luego la dirección [matemática] Y [/ matemática] no le dará el mismo resultado que medirlos en orden inverso [matemáticas] ^ {3} [/ matemáticas]. En realidad, esto es válido para dos combinaciones de direcciones de [matemáticas] X, Y, Z [/ matemáticas], no solo [matemáticas] X, Y [/ matemáticas].
• Si mide las sumas de los cuadrados del momento angular primero [matemáticas] ^ {4} [/ matemáticas] (llamaremos a esto [matemáticas] L ^ {2} [/ matemáticas]), y luego el momento angular en un dirección particular, su respuesta será la misma que si hiciera esas operaciones en orden inverso.

Las pruebas de estas declaraciones están más allá de lo que es posible en esta respuesta, así que solo toma mi palabra (¡o ve a leer el libro de texto de Griffith sobre QM!). ¿Qué quieren decir?

• Significa que el momento angular , como la suma de los momentos angulares en todas las direcciones, de un electrón no tiene sentido; siempre cambia, dependiendo del orden de las direcciones en las que lo mides.
• Lo que sí tiene sentido es el cuadrado del momento angular. Esto se conserva esencialmente si todo lo que está haciendo es medir momentos angulares en varias direcciones; no cambiará .
• Sin embargo, si todo lo que mide es una dirección, esa dirección siempre tendrá un valor definido. Por conveniencia, denotemos esta dirección arbitraria [matemática] L_ {z} [/ matemática], en deferencia a la notación estándar.

Denotamos los valores posibles de [math] L ^ {2} [/ math] por [math] \ ell [/ math] (llamado número cuántico azimutal ) y los posibles valores de [math] L_ {z} [/ math] por [math] m _ {\ ell} [/ math] (llamado número cuántico magnético ). Recuerde: un electrón no tiene un valor definido de momento angular orbital general directamente.

Momento angular en el átomo

Aquí se pueden encontrar algunos antecedentes útiles: la respuesta de Akshat Mahajan a ¿Cuál es el modelo de estructura atómica actualmente aceptado? ¿Existe un modelo más reciente que el Bohr o el Bohr-Sommerfeld que hayan observado los físicos?

¿Cómo se ve un electrón cuando orbita alrededor de un átomo?

¡Pregunta capciosa! El electrón en sí no se parece a nada: carecemos de las herramientas matemáticas para describir cómo se ve . Todo lo que podemos hacer, en cambio, es decir cómo se ve su función de onda . Recuerde: la función de onda describe cómo se comporta el electrón, no cómo se ve.

En las imágenes a continuación, se han coloreado las regiones donde la probabilidad de que se encuentre el electrón es mayor del 90%. Esto no es lo que parece el electrón , solo cómo se ve la distribución de probabilidad de su posición. Dicho matemáticamente, así es como se ve la integral de [matemáticas] | \ Psi | ^ {2} [/ matemáticas]. En pocas palabras, si trató de determinar exactamente dónde está el electrón, más del 90% del tiempo lo encontrará en estas regiones. (Las funciones de onda son infinitas , por lo que existe una pequeña posibilidad de que la encuentre en otra región por completo).

Ahora que he establecido (prueba por repetición) que no se debe confundir la función de onda con una imagen del electrón, podemos hablar sobre esta imagen con más detalle.

Cada una de estas distribuciones se genera resolviendo la ecuación de Schrodinger para el potencial del átomo. Si ha tomado una clase de física en la escuela secundaria, puede adivinar cuál puede ser este potencial: es la energía potencial del campo eléctrico. Pero eso no es importante. Lo importante es que esto es lo más cerca que estaremos de “ver” un electrón: no como un objeto real, sino como una distribución de probabilidad.

Notarás, si puedes ver la imagen, algunos números etiquetando cada uno en la parte inferior derecha. Estos números son importantes: son números cuánticos y controlan el aspecto de cada distribución. Hay cuatro de estos:

• El número cuántico principal . Este es el primer número en la tupla de números. Dicta la energía del electrón, y siempre es un número entero. Cada electrón quiere entrar en el estado de menor energía posible, excepto cuando ese estado ya se ha llenado. Habitualmente denotamos este número cuántico con la letra [math] n [/ math]: cuanto menor es, menor es la energía.

  La energía de una distribución viene dada por [math] E = – \ dfrac {13.6} {n ^ {2}} [/ math]

• El número cuántico azimutal . Este es el segundo número en la tupla de números. Si aún no lo ha adivinado, representa el valor de [math] L ^ {2} [/ math] para esta distribución. También es un número entero, restringido de tal manera que [math] 0 \ leq \ ell (He mentido un poco: los valores reales de [math] L ^ {2} [/ math] están dados por los más complicados [math] \ hbar ^ {2} \ ell (\ ell + 1) [/ math] , pero dado que todo lo demás es una constante, también podemos decir que el valor de [math] L ^ {2} [/ math] se denota por [math] \ ell [/ math])
• El número cuántico magnético [matemáticas] m _ {\ ell} [/ matemáticas]. Este es el tercer número en la tupla de números, y nuevamente es exactamente el mismo que el valor de [math] L [/ math] medido a lo largo de una dirección particular para esta distribución (hasta multiplicación por [math] \ hbar [/ math] , la constante de Planck reducida). Está restringido de tal manera que [math] – \ ell \ leq m _ {\ ell} \ leq \ ell [/ math].

  ¡Observe cómo el momento angular orbital está jugando un papel tan importante en discernir la distribución de probabilidad del electrón!

• El número cuántico de giro s . Este es el valor del momento angular de giro , también llamado momento angular intrínseco. ¿Recuerdas a nuestro pequeño amigo [matemáticas] S [/ matemáticas]? Bueno, el número cuántico de giro es el último y último número. Solo puede tomar dos valores (para un electrón): [matemática] + \ dfrac {\ hbar} {2}, – \ dfrac {\ hbar} {2} [/ matemática].

  No tiene ningún papel que jugar en la forma de la distribución de probabilidad. De Verdad. Su único propósito, de hecho, su único rol, es confundirte cuando intentas contar la cantidad de electrones. Dos electrones pueden compartir la misma distribución de probabilidad si y solo si no tienen el mismo giro cuántico .

  En otras palabras, generalmente tienes que multiplicar el número total de distribuciones de probabilidad por 2 para encontrar el número de electrones.

El modelo de shell en la respuesta de @AnnaBelle Cash es una versión muy simplificada de todo lo anterior. Si observa cuidadosamente todas las restricciones individuales en cada número cuántico, ¡en realidad puede reproducir las predicciones del modelo de shell por completo!

Resumen (o ponerlo todo junto)

El momento angular en la mecánica cuántica es una de las partes más difíciles y difíciles del tema. No se sienta abrumado, esto es normal. Simplemente alégrate de no tener que probar la mitad de estas declaraciones.

Solo quería asegurarme de que el punto pasara eso:

• El electrón en el átomo se describe más de cerca por una distribución de probabilidad de su posición. No es una partícula o una onda: no tenemos idea de cómo se ve un electrón.
• No hay dirección para esta distribución de probabilidad. El electrón no se mueve dentro de esta distribución de probabilidad, simplemente está allí, esperando que lo encontremos [matemáticas] ^ {5} [/ matemáticas]. ¡No podemos hablar de un electrón que gira en absoluto!
• La forma de la distribución de probabilidad se define por el cuadrado de la operación de momento angular, así como su valor en exactamente una dirección.

  Esta es la razón por la que decimos que el electrón tiene un momento angular orbital: la distribución de probabilidad del electrón se ve afectada por él, ¡aunque el electrón claramente no se mueve!

Es por eso que un electrón puede tener un momento angular orbital aunque no esté girando : el momento orbital afecta la forma de la distribución de probabilidad, no el electrón en sí mismo, sino porque la mecánica cuántica nos pide que creamos que un objeto matemático como una distribución de probabilidad puede corresponder a un electrón, decimos que efectivamente el electrón tiene un momento angular orbital (porque de lo contrario todo lo demás se convierte en un bocado).

Notas al pie

[1] Esta idea es muy común en termodinámica, donde asumes que puedes describir el estado de una colección de cuerpos usando una función de estado . Realizar ciertas operaciones en esta función le permite calcular, por ejemplo, la velocidad media de todas las partículas.

[2] Al medir, me refiero literalmente a salir y medirlo experimentalmente, utilizando cualquier experimento sofisticado. La resonancia magnética, por ejemplo, la mide directamente cada segundo; piense en eso la próxima vez que se haga una resonancia magnética. O siempre puedes hacer una https://en.wikipedia.org/wiki/St… .

[3] En términos matemáticos, esto significa [matemáticas] L_ {x} L_ {y} \ Psi \ neq L_ {y} L_ {x} \ Psi [/ matemáticas]. Llamamos a esta propiedad no conmutatividad . ¡Es un resultado directo del principio de incertidumbre!

[4] Puedes hacer esto de una vez en ciertos experimentos. Sin embargo, la manera ingenua de hacer esto es encontrar el momento angular en cada dirección, cuadrarlo y sumarlo todo.

[5] La física nos impide tratar de aislar un electrón exactamente en este caso: la única forma de “observar” un electrón es hacer brillar un haz de luz sobre él. El problema es que un haz de luz imparte energía al electrón, que cambia su energía y le permite saltar a un estado diferente con un valor más alto de [matemática] n [/ matemática]. ¡Intentar observar su posición la cambia!
Pero alégrate de que esto suceda: todo el amplio mundo de color que nos rodea es posible solo debido a estas excitaciones.

Primero, como se menciona a menudo a continuación, en sentido horario o antihorario depende de si se ve desde “arriba” o “abajo”, y dado que ninguno de los dos está definido, la pregunta no tiene sentido. Sin embargo, si toma un electrón s y define un “arriba”, y si por casualidad puede moverse alrededor del átomo de una manera que fuera normal al plano del movimiento del electrón (use el punto de vista lagrangiano de que es movimiento con 2 grados de libertad, y su movimiento de alguna manera se las arregla para compensar el tercer grado requerido por el Principio de Incertidumbre, la respuesta sería, ambas, si cree en la dualidad de partículas de onda. La razón es que la onda tiene una cresta y un canal, y en general el movimiento ondulatorio, la fase describe un círculo, por lo que el electrón “contenido” tiene que ir en ambos sentidos. Hace esto, en lugar de la clásica descripción del libro de texto del momento angular cero que conduce a una trayectoria en línea recta, porque si siguiera tales libros de texto, habría una incertidumbre angular cero, lo que viola claramente el UP. Que va en ambos sentidos en un ciclo es la razón por la que tiene un momento angular neto cero como lo ve un campo magnético externo, como en el experimento Stern Gerlach

La idea de que un electrón es una función matemática es simplemente errónea. Las funciones matemáticas proporcionan ciertos medios para obtener la energía del estado, pero eso no significa que describan la situación en un sentido clásico. Como ejemplo, las dimensiones de un electrón implican masa y carga, y cualquier descripción que no tenga esas propiedades dimensionales específicas es incorrecta. No tenemos idea de dónde está un electrón en un átomo, y ciertamente no tiene una trayectoria clásica. Y no importa Todo lo que necesitamos saber son las energías de los estados, y si está interesado en la química, cuántos en qué niveles de energía, la longitud de onda de la onda asociada y el valor del número cuántico ℓ. (Si quieres usar la teoría cuántica de campos para resolver un problema químico, sé mi invitado).

No. Los electrones en un átomo no giran alrededor del núcleo. No giran en sentido horario. No giran en sentido antihorario. ¿Ves la serie de televisión, The Big Bang Theory ? Entre escenas tienen gráficos de átomos con electrones zumbando alrededor de los núcleos. Esto está completamente mal. Olvídalo. Mejor aún, ríe a carcajadas cada vez que vea esas imágenes.

Los electrones no son pequeños planetas. Los electrones son entidades de mecánica cuántica. Se describen por funciones de densidad de probabilidad y, en átomos, por energía cuantificada y valores de momento. La mecánica cuántica es diferente. Pero es la única forma de predecir cómo se comportan los electrones.

(Otras respuestas ya han dado las partes clave de la situación. Simplemente no dijeron NO lo suficientemente fuerte como para satisfacerme 🙂

Ambos. Y algunos no andan en absoluto.

En el átomo de hidrógeno, el momento angular del electrón es cero; eso significa (clásicamente) que en realidad no está dando vueltas en absoluto. (Para los expertos: supongo que el átomo está en el estado fundamental).

¿Cómo orbita? La función de onda no varía con el ángulo. Si lo desea, puede pensar que está en órbita en todas las órbitas circulares y elípticas (incluidas las lineales que pasan a través del núcleo), todo al mismo tiempo. Esa no es la forma en que lo pienso, ya que encuentro que la función de onda simple contiene toda la información, pero podría ser una forma útil de tratar de entenderla en términos de física clásica.

Algunos átomos tienen un momento angular neto, y si ese momento angular neto se puede usar para definir un sentido de rotación. Ese sentido podría ser en sentido horario, antihorario o en cualquier punto intermedio. Puedes poner fuerzas en el átomo para que sea uno u otro (por ejemplo, poniendo un campo magnético fuerte), y luego es bastante estable. Si el átomo está unido a otros átomos, entonces los giros relativos se pueden fijar, pero un átomo por sí solo puede tener una dirección totalmente aleatoria para su momento angular.

si

Lo siento, no pude resistirme. Pensar en el movimiento de partículas subatómicas en la experiencia humana cerca de categorías como en sentido antihorario no lo ayudará a comprender nada.

Si usted, su automóvil, su perro o una bala disparada con una pistola se mueven a través del espacio desde el punto A al punto B, ese movimiento colocará secuencial y lógicamente ese objeto en movimiento entre cada punto en el espacio en una línea recta entre el principio y el final.

Las partículas subatómicas no funcionan así. En absoluto.

Las partículas de ese tamaño pueden moverse en cualquier forma. Simplemente pueden aparecer / saltar en el punto final. O vaya al punto Q en el medio que no está ni cerca ni entre A y B, nuevamente sin tener que pasar ningún punto intermedio.

Difícil de entender, porque es una comprensión del movimiento fuera de nuestra propia experiencia en un mundo macroscópico. Digamos, para empezar, que los electrones no se mueven sino que giran, o mejor aún, simplemente “son”, alrededor de un núcleo.

Debido a la simetría de las dos direcciones para un átomo de hidrógeno, es igualmente probable que obtengamos la dirección de rotación en sentido horario cuando se ve desde abajo, lo que significa que es en sentido antihorario cuando se ve desde arriba, y viceversa.

¡Pero hay algunos problemas sutiles en el punto de vista clásico de la dirección de rotación, ya que el electrón se niega a obedecer a la física clásica! Debemos usar la Mecánica Cuántica para determinar la dirección de rotación del electrón.

De manera tranquilizadora, en estados de energía fija de una partícula en un potencial de coulomb (Nota: no es un átomo de hidrógeno real), ¡es igualmente probable que obtengamos la dirección del movimiento en el sentido de las agujas del reloj en cualquier dirección! (Ya que todos los estados en una capa son degenerados) Si estamos ¡¡desafortunado o para ciertos estados, no obtendremos un momento angular sobre ningún eje !!! (en las subcapas de s) ¡En el estado fundamental, el electrón no da ningún momento angular orbital en absoluto!
La historia se vuelve más complicada si incluye más y más detalles en el modelo del átomo de hidrógeno.

Hay que decir que la imagen clásica del electrón que gira alrededor del protón debe abandonarse para obtener una imagen más precisa del átomo basada en la mecánica cuántica.

Si le preguntas a Google obtendrás un hecho, pero si le preguntas a Quora obtendrás una opinión.

Entonces, aunque no puedo hacerlo mejor que las otras respuestas dadas, te diré cómo pienso generalmente en el mundo a nivel atómico y más allá.

Básicamente, las cosas son “borrosas”. Si ha visto The Matrix, recordará cómo Neo percibe la “realidad” hacia el final de la película, millones de unos y ceros flotando haciendo formas más grandes y familiares y de alguna manera (en el contexto de la película) implica que todo puede dividirse en elementos constitutivos pequeños, siempre cambiantes y siempre cambiantes.

Al igual que los granos de arena en la playa, desde lejos la playa parece ser una gran masa sólida, pero de cerca cada grano es perceptible. Una suave brisa a través de la superficie puede ser imperceptible desde la distancia, pero se acerca y los granos volarán por todas partes en mini tormentas de arena y micro avalanchas.

Luego llegamos al nivel atómico. Para que una persona promedio “entienda” cómo se junta la materia, la idea de pequeñas esferas pequeñas todas juntas es conveniente. Las partículas con partículas más pequeñas que se mueven a su alrededor, con partículas aún más pequeñas dentro, es un gran modelo, porque corresponde a algo que nosotros como humanos podemos percibir en la vida cotidiana.

Lo que realmente está sucediendo, desde mi punto de vista, es que a nivel atómico y más allá tienes energía y carga, ondas y giros y las cosas están constantemente haciendo locuras. Lo que podemos ver simplemente depende de cómo interactúa la luz con esas cosas locas, y luego cómo nuestros ojos y cerebro procesan el resultado, y lo que podemos tocar es simplemente el resultado de la carga eléctrica en un conjunto de átomos que se repelen entre sí con la suficiente fuerza como para que otro puesto en nuestros dedos no puede pasar directamente a través de ellos.

Lamento que mi respuesta no fuera más “científica” y estoy listo para algunos votos negativos, pero si, como yo, tiene interés pero no una comprensión profesional de la física atómica, la “confusión” es una forma de pensarlo. .

Primero, abandone el modelo de Bohr. Es un buen primer paso, pero fue rápidamente reemplazado por la teoría cuántica moderna. Si desea aferrarse al modelo Both, recuerde que las órbitas están cuantizadas para corresponder energías y radios con el momento angular clásico cuantificado M = n hbar. Como la energía va como n ^ {- 2}, el movimiento en sentido horario y antihorario tiene la misma energía. Entonces, la dirección solo importaría si colocamos el átomo H en un campo madgético … lo que da el primer fallo del modelo de Bohr, ya que predeciría que las transiciones espectroscópicas no se dividirían, ya que los electrones giratorios en sentido horario solo podrían hacer transiciones a otros orbitales en sentido horario y viceversa.

Si examinamos las funciones de onda del átomo de H, las energías se cuantifican exactamente como lo predice el modelo de Bohr, excepto que el número cuántico principal no es el momento angular. Por lo tanto, todos los orbitales s NO tienen momento angular, los orbitales p tienen 1 quanta de momento angular, etc.
Por último, no podemos determinar en sentido horario versus sentido antihorario debido al principio de incertidumbre de Heisenberg. En resumen, no podemos determinar los tres componentes del vector de momento angular simultáneamente. Podemos conocer la magnitud y 1 componente. Determinar la dirección de rotación requiere conocer los tres componentes de momento angular.

Primero, estoy de acuerdo con Manual, en que los electrones no tienen una ruta específica cuando se detectan en diferentes puntos dentro del átomo. Quizás si simplemente acepta que un electrón es esencialmente como una nube (como una onda) sobre el núcleo del átomo cuya distribución se rige por las probabilidades de la mecánica cuántica, y cuando el electrón se detecta o interactúa con éxito, su nube se fusiona sobre el punto de Interacción. Entonces, la idea del electrón que gira sobre el núcleo es simplemente un concepto clásico, no apropiado en el mundo atómico-cuántico.

Los conceptos de momento angular orbital y espín intrínseco atribuidos al electrón se interpretan de forma mecánica cuántica. El momento angular orbital afecta más directamente las probabilidades que dan forma a la nube de electrones sobre el átomo. El giro intrínseco del electrón como con otras partículas elementales en realidad no tiene un análogo clásico, especialmente porque solo exhibe valores discretos, a saber: [matemática] + \ hbar, y – \ hbar [/ matemática], donde [matemática] \ hbar [ / math] es la constante de Planck dividida por [math] 2 \ pi [/ math]. Y ese giro solo se justificó una vez que la mecánica cuántica fue sometida a una relatividad especial.

Una respuesta algo más simple que la de Richard Muller … si uno se da cuenta de que los átomos son tridimensionales y no bidimensionales como se muestra en los libros, entonces el concepto de sentido horario o antihorario no tiene sentido. Hay un volumen de espacio ocupado por los electrones en capas, representado en mapas de densidad de electrones. Si los electrones se imaginan como partículas, entonces considero que pueden viajar en direcciones aleatorias en este volumen de espacio.

Dependiendo del modelo estructural empleado, es posible que no giren en absoluto. Como en todas las respuestas publicadas, la dirección de la revolución, si ocurre, sería relativa a la posición de observación.

Pero lo que no he visto es ninguna discusión sobre la posibilidad de que el movimiento de electrones no sea lineal en el sentido tradicional.

Imagine que tiene una bola hueca con un pequeño núcleo de metal en el centro que podría mantenerse magnéticamente en su lugar en relación con la cubierta de la bola para que no obstruya el movimiento. Pon una canica dentro de la pelota. Al mover el casquillo de la bola, puede hacer rodar la canica dentro del cascarón y se puede decir que la canica está orbitando el núcleo independientemente de la dirección en la que se movía en un momento dado. Esto incluiría cambios radicales en la trayectoria del electrón al cambiar el movimiento de la pelota.

Vamos un paso más allá. Imagine que la bola es en realidad un campo de influencia esférico que el núcleo establece para que el electrón no pueda escapar. Si un objeto de masa dobla el espacio a su alrededor, esto no es una gran fantasía. Como se ha teorizado que la luz de las estrellas se dobla alrededor del sol siguiendo la curvatura del espacio, los electrones pueden verse limitados por la curvatura del espacio alrededor del núcleo de un átomo.

En sentido horario – SIEMPRE.

Escuchará muchas respuestas aquí que le dicen ambos sentidos, etc., etc., pero eso es simplemente por no entender que todas las partículas negativas orbitan en sentido horario en los campos magnéticos y todas las partículas positivas orbitan en sentido antihorario. Sin este conocimiento, ningún físico de partículas podría diferenciar entre partículas positivas y negativas en una cámara de nubes.

Partícula cargada en un campo magnético

Para comprender el comportamiento de la estructura atómica, primero debe comprender el fenómeno eléctrico y magnético detrás de la ciencia de la estructura atómica. Los átomos se rigen por los campos eléctricos y magnéticos que crean cuando una partícula cargada está en movimiento.

Ignorar el electromagnetismo cuando se discute un átomo es no entender nada de lo que está sucediendo. El problema es que los teóricos ahora están buscando modelos para explicar los átomos de forma mecánica y no electromagnética, por lo que abundan las teorías defectuosas que conducen a absurdos.

Simplemente revise los conceptos de movimiento relativo (circular), no podemos decir que algo esté girando en sentido horario o antihorario, a menos que se especifique el marco de referencia.

Imagina un electrón moviéndose en sentido horario alrededor del núcleo, ahora voltea el plano de observación, ahora el mismo electrón parecerá moverse en sentido antihorario.

https://www.google.co.in/url?sa=…

Ambos. Para quien lo mira, se ejecuta en sentido horario o antihorario.

Asumir que está funcionando en sentido horario. Luego, para su compañero sentado frente a él, el mismo átomo está rodeado por su electrón en sentido antihorario.

Supongamos que ahora se ejecuta en sentido antihorario. Luego, para su pareja sentada frente a ella, el mismo átomo está rodeado por su electrón en el sentido de las agujas del reloj.

La mecánica cuántica no cambia un poco en este razonamiento básico.

¡El problema con la pregunta es que los electrones no “giran” alrededor del núcleo en absoluto! Este concepto proviene de la noción anticuada de que un átomo es como el sistema solar. La mecánica cuántica moderna desacredita esa teoría por completo, y en cambio tiene los electrones en una “nube” en algún lugar cercano al núcleo, y obedece el principio de incertidumbre y otras leyes de la mecánica cuántica. En lugar de “órbitas” discretas, los electrones tienen una probabilidad de estar en un lugar particular en un momento dado.

1. En sentido horario y antihorario solo tiene sentido cuando el observador se coloca en un lado definido perpendicular al plano de rotación.
Por ejemplo, si ve que el reloj detrás de las manecillas se mueve en sentido antihorario.

2. Los átomos no giran alrededor del núcleo como los planetas alrededor del sol.
tienes que imaginarlos presentes en todas partes en su caparazón.

3. Incluso si giraran alrededor del núcleo, no pudimos establecer una dirección debido a la simetría.
El sentido de rotación diferirá según el ángulo desde el que los esté viendo.

Se podría esperar que esto dependa de la forma en que veas un átomo, pero la respuesta parece ser “ninguna”. Esta es una pregunta sin resolver en mecánica cuántica; ¿Existen los electrones como partículas pequeñas reales, o no? La mayoría de los físicos creen que probablemente no. En cambio, realizamos experimentos que hacen que los electrones muestren características de tipo de partícula u onda, pero un electrón no es realmente ninguna de estas cosas, sino algo extraño.

Los electrones en un átomo pueden visualizarse teniendo posiciones predichas por ondas abstractas de probabilidad, con estas ondas formando ciertas formas e indicándonos dónde es más probable que se encuentre un electrón, si se pudiera realizar un experimento para determinar su ubicación. Pero en la práctica, ni siquiera es posible determinar la ubicación de un electrón dentro de un átomo. Incluso estas ondas abstractas solo indican a qué distancia del núcleo de un átomo se debe encontrar un electrón, en lugar de indicar una ubicación exacta probable.

Cada electrón tiene un número de espín cuántico ‘n’ que tiene un valor de ‘+ 0.5’ o ‘- 0.5’ … ¡Este valor determina la naturaleza del espín del electrón, es decir, en sentido horario o antihorario!

Ni siquiera giran, el concepto moderno del átomo no se parece en nada a la idea original de Bohr que hizo al átomo como un pequeño sistema solar.
https://en.m.wikipedia.org/wiki/ …