sind negative Ionen moeglich?
Irgendwie hat sich in meinem Kopf die vermutlich voellig falsche Vorstellung festgesetzt, dass der (elektrisch) neutrale Zustand eines Atoms energetisch der guenstigste sein muesse und negative Ionen -wegen der Coulombabstossung der e- eigentlich nur meoglich sind, wenn wie etwa im Halogenid-Kristall der energetische 'Nachteil' durch einen energetischen 'Vorteil' aufgewogen wird. "Das Elektron ist halt lieber beim Chlor-Kern als beim Natrium Kern".
Etwas praeziser forumilert: Kann im Vakuum ein negativ geladenes Ion etwa H- einen Zustand geringerer Energie annehmen, als ein neutrales H-Atom mit einem e- in der Unendlichkeit? Bis zu welcher negativen Ladung geht das? Welchen Einfluss hat die Kernladung. Was mir schon klar ist: Wenn man das klassisch betrachtet (ich weiss, das geht bei Atomphysik meistens schief), kann man zum Beispiel vergleichen: Proton mit einem e- auf Kreisbahn, zweites e- im Unendlichen mit: Proton mit zwei e- auf gleicher Kreisbahn 180Grad gegenueber zueinander. Dann wuerde durch das zweite e- die Anziehung des Kerns auf das erste geschwaecht (Richtung bleibt), aber eine stabile Bahn waere sicher moeglich. Das Problem an dieser klassischen Betrachtung: Der Bahnradius in beiden Betrachtungen waere unterschiedlich. Welche Radien sollte man denn annehmen? Das ist ja entscheidend fuer die Energie. Quantenmechanisch gibt es eine untere Grenze fuer Bahnradius und Energie. Kommentare/Meinungen? |
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Zitat:
Im letzten Absatz ist wohl der Atomkern gemeint. Die Vorstellung von Kreisbahnen trifft nicht zu. Das 1S-Orbital des H Atoms zeigt die Aufenthaltswahrscheinlichkeit des Elektrons. Man spricht manchmal von "verschmiert". Jedenfalls ist das Elektron nicht an einem bestimmten Ort zu einem bestimmten Zeitpunkt zu finden. |
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https://wikimedia.org/api/rest_v1/me...6eb62d5d8d824c |
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Hallo Hawkwind,
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Die Berechnung der zweiten Bindungsenergie erfordert also einige Tricks. Ich erinnere mich da entfernt an die Hartree-Fock-Methode. |
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Das einfach negativ geladene H¯ sollte sich identisch zum He° berechnen lassen. Konkret wäre das dann ein H¯ mit zwei antiparallelen Elektronenspins im 1s, oder mit zwei parallelen Spins im 1s und 2s.
https://en.wikipedia.org/wiki/Hydrogen_anion |
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Zitat:
Genau wie beim Helium sollte es also auch eine Art "Para-H-" und ein "Ortho-H-" geben (?) |
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Hier ist ein ganz interessanter Artikel. Sie starten mit separablen Wellenfunktionen für unabhängige Elektronen, nehmen dann den Abstoßungsterm hinzu sowie weitere Korrekturen.
http://web.ift.uib.no/AMOS/PHYS261/H...2013.12.04.pdf Recht umfassend sieht das hier aus, insbs. weil auch Näherungsmethoden diskutiert werden, die mathematisch recht einfach zugänglich und einigermaßen anschaulich sind: https://arxiv.org/pdf/0907.2614.pdf Ich finde insbs. die 1/Z-Entwicklung interessant; jedenfalls ist existieren gebundenen Zustände auch für Z < 1. Das Bild eines stark gebundenen ungestörten Elektrons im 1s sowie eines nur schwach gebundenen zweiten Elektrons halte ich für fragwürdig, wenn man antiparallelel Spins betrachtet. |
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