• ベストアンサー

トムソンの原子模型での電子の軌道

こんにちは。 電磁気についての質問です。 トムソンのブドウパン型の原子模型について、 一様な+の電荷を帯びたゼリーの中にマイナスの電荷(電子)を一つ入れた場合 の電子の運動がどのようになるのかを考察したいのですが 調べてみたところ、電子は軌道が大きけくなれば内側の正の電荷が大きくなり ガウスの法則から内側に引っ張られる力が大きくなるというのは何となくわかるのですが 議論をその段階に持ち込むにはまず、電子が静止せずに円形に軌道を描いていることを証明しないといけませんよね? 電子の運動がどのようになるのか、どなたか詳しい解説をしていただけませんでしょうか。 よろしくお願いします

質問者が選んだベストアンサー

  • ベストアンサー
  • nananotanu
  • ベストアンサー率31% (714/2263)
回答No.1

トムソンの原子模型では、電子は運動していません。電子が軌道を描いて動いている、というのは全く別のモデルで導入された概念です。

関連するQ&A

  • ボーアの原子模型を使い、水素原子の電子軌道半径(n=1)を求めなければ

    ボーアの原子模型を使い、水素原子の電子軌道半径(n=1)を求めなければならないのですが全然分かりません・・・教えてください・・・お願いします。

  • ラザフォードの原子模型の矛盾の導出過程

    1:電子は絶えず円運動をすることから、電子の方向は常に変化 2:電子の方向の変化は、電子が加速度運動をしていることと同じ 3:電磁気学によれば、電子が加速度をもち運動するならば、電子は電磁波を放射する。 4:電子が電磁波を放射するため、電子のエネルギーは連続的に減少 5:電子のエネルギー減少により、電子の軌道半径も減少 6:電子は螺旋状に原子に接近し、やがて合体する これはラザフォードの原子模型と矛盾する。 と習いました。 しかし過程5の電子のエネルギー減少により、電子の軌道半径が減少する理由がわかりません。 私は電子の運動エネルギーについて考えました。 電子が軌道上から飛び出したり、原子核に吸い込まれたりしないために遠心力と静電力がつりあうことから導かれる式 mv^2/r=e^2/4πεr^2 を考え、 (電子の運動エネルギー)=mv^2/2=e^2/8πεr と導き、 電子のエネルギーの減少に伴い、軌道半径は大きくなると考えてしまいました。 間違ってるのはわかっていますが、そもそも 「電子が軌道上から飛び出したり、原子核に吸い込まれたりしないため」の条件を導入した時点で矛盾でしょうか? 理由を教えてください。お願いします。

  • 原子軌道

    第4周期の中性原子の原子軌道に電子が入る順番を見ると、エネルギー準位が3p<4s<3dの順に大きくなり、電子はエネルギー準位の小さい順に軌道に挿入されていきます。 ところが、電子を放出してイオンになるとき、4s軌道から抜けていくので、まるで3p<3d<4sに軌道エネルギー準位が変化したように見えます。 これは、なぜでしょうか。貫入や有効核電荷の点から説明がつきそうでつきません。分かりやすく教えていただけると幸いです。

  • ボーアの原子模型で原子がつぶれないのは

    ボーアの原子模型において、原子がつぶれない理由について プランクのエネルギー量子仮説をボーアが採用したから、さらに電磁波を出さずに安定する軌道をもうけたから。 ということを考えていました。 ところが、学校でボーアの原子模型がつぶれない理由を 不確定性原理で説明されました。 原子がつぶれない理由としては受け入れられるのですが、 ボーアの原子模型において原子がつぶれない理由なのか? という疑問が湧きました。 不確定性原理は、ボーアが原子模型を考える段階ですでに確立されていたものなのでしょうか?そして、ボーアはそれを採用したのでしょうか?

  • 電子が等速円運動すると電磁波が生じる?

    電子が等速円運動すると電磁波が生じる? 高校物理の「電子の粒子性・波動性」の分野を習いました。 電子が原子核の周りを普通に円運動するというモデルだと、 電子のエネルギーが電磁波として出て行ってしまうので、電子が原子核に落下することになるけど、 電子の運動が、波長の整数倍が軌道1周の長さである波動だと、上手く説明できる、とか。 (1)電子が円運動すると電磁波が生じるのは、  荷電粒子が加速運動すると磁場が変化し、それによって電場が生じ、それによって………  って感じになるからだと説明されましたが、  ふと、「電場と磁場」的な分野のところで習ったことを思い出し、疑問を抱きました。  円形電流によって生じる磁場って、確か一定でしたよね。(H=I/2r だったと思う)  原子核の周りを電子が円形に回るのなら、これと同じ状況だから、磁場は変化せず、電磁波は生じないと思うのですが……… (2)また、円形軌道モデルでは発生するはずの電磁波が、  波長の整数倍が軌道1周の長さの波動だと、何故発生しないのですか?  波動を描こうと回ってるわけですから、円形軌道モデルと変わらない気がします。

  • 電子軌道半径の求め方

    ボーアの原子模型を利用して水素の電子軌道半径を求めたいのですが、 どのようにすればうまく求められるでしょうか? よろしくお願いします

  • 電子の軌道のイメージ

    全くの素人です。量子力学とか、そういった知識のまるでない者です。 原子は原子核と電子群からなっていて、電子は電子殻の中で動いているとか・・・ ウィキペディアで電子の軌道(p軌道、d軌道、f軌道)を調べたら図があったんですがp軌道に関しては x2 + y2 = r2 の円運動 x2 + z2 = r2 の円運動 y2 + z2 = r2 の円運動   と、解釈していいんでしょうか? また、d軌道に関しては図だと全然イメージわかないので、どこか動画かなにかで教えてるサイトとかあったら教えてください。よろしくお願いします。

  • 共有結合で元の原子軌道は無事ではすまない?

    オクテット則的な共有結合の説明では、 原子と原子が結合すると、 元の原子軌道の一部が重なって電子を共有するイメージですが、 現実には元の軌道は消えて、分子軌道が出来ると知りました。 この時、結合に関与しない内側の原子軌道も 消えるか変形するかしてしまうのでしょうか?

  • 水素原子のスペクトルについて、

    ボーアの原子模型を用いて水素原子のスペクトルを証明せよ。 という宿題がでました。(解答無し、テスト範囲) (1)電子はある許された軌道を描いて正電荷の核の周囲を回転している。 (2)電子は正の核の電場の周囲を回転している間はエネルギーを放射も吸収もしない(定常状態)。 (3)これらとびとびの不連続な軌道は原子の、電子の、それぞれ固有のエネルギー状態に対応する。 この条件を満たすのは、電子の周回運動の角運動量(mvr)がh/2πの整数倍があるとき。(量子条件) この条件から、電子の周回運動の軌道はr=n(2)h(2)/4π(2)me(2)となりとびとびの半径を持つ軌道が存在することになる。N=1の状態を基底状態といい、この基底状態の半径を水素原子のボーア半径という(r=0,531×10八)。   ※(2)は二乗、八はマイナス8乗です。 これであってるんでしょうか?? 添削おねがいします。

  • 励起されるのは蛍光分子のどの軌道の電子?

    蛍光物質は当然分子です。 分子は原子同士が結合して出来ています。 分子になると原子の最外殻の電子軌道は結合して1つの分子軌道になります。 結合に関与しなかった各原子の内側の電子軌道は変形するものの分子内でも温存されます。 ------------------------------------------------------------------------------------- では、蛍光分子に励起光を照射した時、励起されるのはどの軌道の電子でしょうか? 蛍光分子ごとに励起光に固有の波長があるという事は、やはり最外殻である分子軌道 の電子が励起されるということでしょうか? よろしくご教授ねがいます。