Wetenschapsforum

Hoi, ik ben een leerling uit het 5e middelbaar wetenschappen wiskunde en ik heb een vraag.

Ik heb een test over de atoomemissiespectra en over bohr en sommerfeld maar begrijp niet goed wat orbitalen zijn. Ik kan mij dit niet zo goed voorstellen. (golven, broglie, schrödinger-vergelijking?)

Kan iemand mij wat informatie geven zodat ik het beter zou begrijpen.

Het is helemaal niet zo erg dat je niet begrijpt wat orbitalen zijn. Ik wed dat ook je leraar er niet echt het fijne van weet. Ik doe een poging om het je uit te leggen.

Je weet dat een atoom bestaat uit een positieve kern met protonen en neutronen. Rond de kern cirkelen de elektronen. Het klassieke beeld dat je wordt aangeleerd, en dat je op veruit de meeste tekeningen ziet, is een kern met cirkelvormige banen erond, net zoals de planeten rond de zon draaien. Dit beeld is maar gedeeltelijk waar en is een grove benadering van de werkelijkheid. Elektronen kunnen niet op gelijk welke plaats rond de kern bewegen. Ze zitten op welbepaalde energieniveaus (gevolg van de kwantummechanica). Volgens het onzekerheidsprincipe van Heisenberg kan je nu van een elektron niet tegelijkertijd de exacte plaats én de exacte snelheid kennen. Je weet dus ofwel waar een elektron zich bevindt maar niet hoe snel het beweeegt, of je kent de snelheid mar weet niet waar het precies is. Het enige dat je dus met zekerheid kan zeggen is de waarschijnlijkheid dat een elektron zich op een bepaalde plaats bevindt. Dat is nu juist een orbitaal: een omgeving waarin de kans om een elektron aan te treffen groot is. D.m.v. de Schrödingervergelijking kan dit bepaald worden. De berekening hiervan is hogere wiskunde en valt zeker niet onder de eindtermen van het ASO . Je kan een orbitaal dus voorstellen als een wolk ronde de kern waarin een elektron zou kunnen voorkomen. Dit is ook maar een voorstelling want in werkelijkheid bestaat die wolk niet. Het is niet meer dan een waarschijnlijkheid(sfunctie). In principe is elk orbitaal dus oneindig groot. Een elektron van een calcium atoom in jouw beenderen kan theoretisch op dit moment in New York of Moskou rondreizen . De kans daartoe is uiteraard behoorlijk klein.

Ik hoop dat ik een tikje van de sluier heb opgelicht. Er bestaan fantastische boeken, artikelen en websites over orbitalen, atomen en atoomtheorieën mar dat zou je wat te ver leiden als je binnekort een test hebt.