Физика vs. химия
Отличие вижу в том, что физики по любому поводу задают вопрос: Почему?
У химиков задавать такой вопрос не принято, есть известные знания, а почему так устроено не анализируется.
Почему у одного атома одна валентность, а у другого другая?
Почему таблица элементов так устроена?
Закон Авагадро есть, а почему так не важно…и тд.
Комментировать
Все комментарии (74)
комментирует материал 03.10.2013 #
Потому что если бы электроны могли иметь любые состояния, т.е. в атоме могли бы существовать два или более электрона с одинаковыми наборами квантовых чисел, то они были бы не фермионами, а бозонами.
«Потому что если бы электроны могли иметь любые состояния»
Так электроны могут иметь любые состояния.
В свободном состоянии электроны вообще не имеют «состояний», характеризуемых квантовыми числами, а в атоме при переходе электронов с одного уровня на другой они меняют свое состояние. Тем самым могут иметь любые состояния.
Американцы, вон, рассчитали как рибосома белок синтезирует чисто исходя из уравнения Шредингера!
Спин (от англ. spin — вращаться, вертеться.), собственный момент количества движения элементарных частиц, имеющий квантовую природу и не связанный с перемещением частицы как целого.
Что «вращается» в электроне, если электрон не имеет пространственных характеристик?
А также вопросы http://maxpark.com/community/5654/content/2235374#comment-29898212
Спин электрона имеет примерно такое же отношение к вращению, как и с-кварк к очарованию. Проблема в крайней скудности английского языка, из-за чего приходится либо навешивать к словам дополнительный смысл, либо изобретать неологизмы.
Так изложите на великом и могучем языке, что происходит в электроне, когда у него есть спин, но нет ни пространственных характеристик, ни структуры?
Учёные уже больше века спорят, исписали тысячи книг, а я сейчас всё брошу и начну излагать в комментах на МП? Делать мне больше нечего?
Вот об этом всем нам и рассказывали на первом курсе в первом семестре, да и сейчас рассказывают на первом курсе в РХТУ.
Что-то про это наверное до сих пор рассказывают в школе.
Это скучно и банально. более сложные вещи нехимики просто не поймут
Почему в первом электронном слое не может быть 3 или 4 электрона?
Потому что не может быть на одной орбитали двух электронов в одном квантовом состоянии, в данном случае с одинаковыми спинами.
Почему?
А на второй орбитали, что случилось?
Аркадий, вы настоящий химик.
Может быть и меньше, все зависит от заряда ядра
Так в этом и смысл вопроса. В свободном состоянии каждый атом электрически нейтрален вне зависимости от валентности. Тем не менее при незаполненной валентной оболочке атом «стремится» заполнить ее. Почему? «Почему» в валентной и незаполненной оболочке, например кислорода, «должно» быть именно 8 электронов? Почему атом стремиться заполнить верхнюю оболочку?
Все это расматривается на начальных этапах изучения химии на химических специальностях. Почитайте соответствующиее учебники и найдете ответы.
http://www.chem.msu.su/rus/program/program1/stroenie.html
Тут программа МГУ-шного курса строения вещества
У химиков очень много разных специализаций, связанных в основном с классами веществ, которыми они занимаются, их больше интересуют свойства вновь получаемых ими веществ, чем строение атома. Энергии связи, ионизации, валентности, все это табличные данные в свое время изученные и полученные физиками и физхимиками.
Трудно объяснять азы, тому кто не имеет даже начальных знаний по конкретному вопросу.
Вы спрашиваете, «Куда девается «спиновый заряд»» при взамодействии атомов, ежу понятно, что он нейтрализуется спиновым зарядом другого атома, происходит перекрытие орбиталей с образованием химической связи, и эти валентные электроны пренадлежат уже обоим атомам, дополняя собой каждую из имеющихся орбиталей до пары. В соответствии с принципом неопределененности Паули невозможно определить около которого атома находится конкретный электрон, образующий химическую связь.
Во-первых, соотношение неопределенности ввел Гейзенберг, а не Паули. Во-вторых, требуется объяснить, что такое спин электрона и каким образом атом создает, нейтрализует и изменяет спин электрона. В-третьих, нужно объяснить, каким образом атом определяет характеристики электрона, не имея возможности их измерить (по соотношению неопределенности Гейзенберга).
Если Вы только еще собираетесь проводить эксперименты по исследованию спина, то это красноречиво говорит, что сейчас ответов на поставленные вопросы у Вас нет.
Что и требовалось показать.
С такими рассуждениями Вы вряд ли можете рассчитывать на финансирование. У Вас нет даже понимания, что специфика современного состояния вопроса вовсе не в необходимости «углубления» понимания частных аспектов и свойств электрона (например его спина), а в нестыкуемости разных его свойств в целостную картину, в целостную систему под названием атом.
Если представления о размерах, структуре, границах, заряде, массе, спине, связях и прочих характеристиках электрона не стыкуются между собой, не образуют видения атома как целостной динамической системы, значит в чем-то имеющиеся представления неверны, их нужно исправлять и добиваться их сопрягаемости в целостную систему.
Если Вы не усматриваете самой проблемы, то и нечего напрашиваться на ее решение, тем более на финансирование «попытки» выполнить.
кто знает,кому чуждено решить проблемы.
Ваши вопросы к физикам.
Химики не занимаются электронами, разве что такой экзотикой, как раствор электронов в жидком аммиаке. 🙂
Ваша ссылка на решение уравнения Шредингера говорит о том, что электронная орбиталь это чисто математический «объект». А по субстанциональной составляющей электронной орбитали Вы что-нибудь можете сказать? Ведь математические зависимости, математические уравнения это всего лишь способ описания реальных явлений, происходящих в атоме. В атоме некому решать уравнения. И не уравнения, и не их справедливость являются сутью вопроса. ЧТО из себя представляет орбиталь физически? Что это такое, что неким образом воздействует и меняет характеристики электрона вполне определенным образом, таким, что электрон вдруг приобретает специфические характеристики в виде квантовых чисел, характерных именно для этой орбитали.
К тому же сам электрон является квантовым объектом, тем самым у него невозможно ни измерить старые характеристики ни установить новые, но они устанавливаются с завидной точностью. Поглощаются и излучаются строго определенные порции энергии.
Вы что-то поняли неправильно. 🙁
Квантовые числа вовсе не являются характеристиками электрона. Сам по себе электрон имеет массу, заряд, спин (±1/2) и т.п., но в составе атома электрон не может иметь произвольную энергию, а непременно фиксированные значения энергии. Вот эти значения и характеризуются квантовыми числами.
То же, как вы задаете вопрос, похоже на вопрос: «Что из себя представляет 220 вольт?».
Дело не в версии физиков, а в степени абстрагирования.
Во многих задачах электрон можно представлять точечным если это не влияет на решение, но упрощает его.
В других же задачах, точечная модель электрона приводит к парадоксам. В таких случаях лучше использовать классический радиус электрона, но для квантовых описаний это не имеет значения.
1. Разные степени абстракций полезны в частных случаях, хотя бывает и такое, что они категорически неприменимы и приводят к ошибкам. Именно поэтому глубокие знания и опыт необходимы любому исследователю и позволяют видеть целостную картинку в тех случаях, когда новичок тонет в противоречиях.
2. Еще Резерфорд, после просвечивании золотой фольги электронами, сделал удивительный для того времени вывод, что атом в основном состоит из пустоты. 🙂
Естественно точечный электрон не может быть облаком. Значит он не точечный, а облачный. 🙂
По поводу же целостного описания, могу сказать, что покупая в супермаркете масло, я не интересуюсь тещей водителя, который привез тот холодильник, в котором хранилось молоко для этого масла.
Рекомендую статьи Phys. Rev. Lett. 79, 4517-4521 (1997) (Stern-Gerlach Effect for Electron Beams) и Phys. Rev. A 60, 63-79 (1999) (Observing the spin of a free electron). Там обсуждается, что Бор-Паули в свое время «доказали» некоторое утверждение о ненаблюдаемости спина электрона в определенного типа экспериментах, а оно оказалось, как я понял, неверно.»
(С) Из обсуждения на форуме.
Химия или физика?
И я улыбнулся. Видимо, тут мне досталось от каждого по чуть-чуть, так как был я «не в зуб ногой»по обоим предметам.
— Если мы поженимся, то наши дети будут красивые, как я, и умные, как вы.
До сих по с содроганием вспоминаю органическую химию.Один раз только пригодилась,когда я с гордостью понял надпись в подъезде на стене:»H20 девиз не наш,мы пьем C2H5OH»
В школе общая химия, это хрень полная. Реальная химия это смесь физики и химии.
Я думаю это будет довольно хороший ответ на многие комментарии тут. Просто и лаконично «Вся химическая проблематика».
«Когда тупой, но признаться в этом ребёнку стыдно»
Жил был принц. Богатый, умный, но ужасно некрасивый, да такой, что никто за него замуж не шел.
И жила в том царстве девушка, красивая, что глаз не отвести. Но ужасно глупая, такая, что замуж никто не брал.
И вот принц решил на ней жениться, подумав:
Наши дети будут умные, как я и красивые, как моя жена.
Помнится, был семестр химии на первом курсе, и тогда так всё было понятно: и ОВР, и валентности, и энергии Гиббса, и энтальпии.
В школе всё было расшикарно с физикой и пятерка по химии, так как казалось понятным всё вообще.
В итоге физтех, первый семестр: есть химия, нет физики. В итоге сейчас я не помню химию, а физики вузовской после полугодового отсутствия этого предмета я вообще боялась долго. До квантовой механики. Там уже страх атрофировался.
Вот вроде бы, химия и физика. Разные предметы, но в некоторых моментах они пересекаются, в целом общее есть, если прет одно, то по идее и другое должно быть более-менее понятно.
Хотя химия лучше, хорошо, что так 😀
Много-много лет прошло со школы. Но до сих пор помню, как «Ро» посчитать. Зато при слове «валентность» впадаю в ступор и начинаю паниковать.
Теория струн
Как описать гравитацию на квантовом уровне? Почему существуют разные частицы? Как можно проверить существование дополнительных измерений? Ответы в этом видео от ScienceClic.
Химические мемы №14
Два ядра: дейтерия и трития сливаются, с образованием ядра гелия (альфа-частица) и высокоэнергетического нейтрона.
Такая реакция даёт значительный выход энергии. Недостатки — высокая цена трития, выход нежелательной нейтронной радиации.
В общем соединения железа и меди в высших степенях окисления по особенному реагируют с иодпроизводными.
Не только на алюминии бывает оксидная пленка, а еще на железе, меди и многих других металлах.
Под действием света хлор распадается на радикалы, такую реакцию используют при хлорировании алканов.
Окислители принимают электроны и берегут их как зеницу ока, восстановители наоборот счастливы отдать свои электроны, но цель одна завершить внешний уровень.
Аллюзия на молекулу водорода!:)
Пламя свечи в электрическом поле
Синхронизированный крик
Будь у нас такой препод, то все бы физику полюбили
Фокус, который физика
Тайна снежинок (Veritasium)
Какие тайны скрывает процесс образования снежинок, обеспечивающий такое широкое разнообразие форм и сложность узора? Как выращивать снежинки в лабораторных условиях, влияя всего на два параметра: температуру и влажность, чтобы приблизиться к пониманию того, как работает формообразование кристаллов льда?
Почему гелий меняет наш голос, а также что такое инертные газы
На уроках химии мы слышали об инертных газах. Их еще называют благородными, такое красивое название было дано не с проста, ведь все инертные газы, а именно гелий, неон, аргон, криптон, ксенон, а также радиоактивные радон и оганесон обладают очень низкой химической активностью, их соединения с другими веществами существуют лишь в специальных, экстремальных условиях, а значит, эти газы не горят и не поддерживают горение, более того, не имея цвета, запаха и вкуса они не токсичны для человека, их вообще как будто нет, настоящее благородство!)
Но это не совсем так, инертные газы хоть и не отравляют человека, но наркотически действуют на него, однако это не относится к гелию и неону, поскольку их наркотический эффект проявляется при очень повышенном давлении, впрочем, поэтому наркоманы и не дышат шариками с гелием.
Интересным фактом является то, что инертные газы переходят в жидкое состояние при экстремально низких температурах, при этом почти сразу после переходя в твердое состояние. Таким образом разница между температурой кипения и плавления у веществ состовляющих инертные газы 2-5, максимум 10 градусов.
Вообще гелий удивителен. Во Вселенной он второй по распространенности после водорода, но на Земле существует в совсем малых количествах, однако не беспокойтесь, на надувание шариков всем хватит). Из за практически самого малого размера атомов гелия, они почти не сталкиваются друг с другом, когда гелий находится в газообразном состоянии, что делает гелий идеальным газом (идеальный газ это такая теоретическая модель, можете посмотреть о ней в Википедии подробнее).
Еще одна занимательная вещь, что гелий, как и все инертные газы светится при пропускании через него электрического тока. Причем при изменении давления внутри газа, можно менять его цвет. Это связанно с тем, что с увеличением давления, электроны начинают чаще сталкиваться с атомами гелия и общая энергия вещества увеличивается, приводя к изменению цвета. Так гелий может светиться желтым, розовым, оранжевым и зеленым цветами.
Но мы то все знает гелий как веселый газ, смешно изменяющий наш голос. Почему так происходит? Тут нужно разобраться, что вообще такое звук, издаваемый нами при выдохе.
По простому звук есть колебание молекул или других мельчайших частиц среды, улавливаемое нашим ухом. Такой средой является воздух. Когда мы издаем какие либо звуки, наши голосовые связки вибрируют, создавая колебания среды, то есть воздуха. Чем чаще колеблятся связки, тем выше высота звука. Если мы вдохнем вместо воздуха гелий, он станет средой для распространения звука. Но из за гораздо меньшей плотности гелия, он создает меньшее давление на голосовые связки, чем воздух, позволяя им вибрировать быстрее и издавать более тонкий звук.
Так, для понижения голоса можно вдохнуть плотный газ, например фторид серы, он в 5 раз тяжелее воздуха и сильно понижает частоту колебаний голосовых связок, позволяя Вам говорить как Халк:).
Квантовая теория поля: визуализация от ScienceClic
Как согласовать теорию относительности с квантовой механикой? Что такое спин? Откуда берётся электрический заряд?
О ЯДОВИТОЙ ЛАПШЕ НА УШИ
Пришла пора опубликовать здесь свою заметку, писанную в 2010 году или раньше. Потому что актуальности она не утратила.
Илья Ильф при полной поддержке Евгения Петрова не церемонился со скудоумными соотечественниками. Достаточно вспомнить Эллочку Щукину, которую он сравнивал по уровню развития с людоедами племени мумбо-юмбо, или её подругу Фиму Собак, знавшую богатое слово гомосексуализм. Была в записных книжках Ильфа и шутка про человека такого некультурного, что бактерия ему снилась в виде большой собаки.
Это я к тому, что на днях многочисленные интернет-леди сделали перепост одного и того же текста с проникновенным заголовком «Для всех, кто дорожит здоровьем близких. ».
Привожу его полностью, с авторской орфографией и пунктуацией.
1. Никакой пластиковой посуды в микроволновых печках.
2. Никаких пластиковых бутылок с водой в морозильных камерах.
3. Никаких пластиковых упаковок в микроволновых печах.
Эта информация была опубликована в газете, выпускаемой больницей им. Джона Хопкинса (Johns Hopkins Hospital), а также распространена Медицинским центром Walter Reed Army.
Диоксин вызывает раковые заболевания, особенно рак груди.
Диоксин является высоко ядовитым веществом для клеток человеческого организма.
Не замораживайте пластиковые бутылки с водой, так как это приводит к освобождению дииоксина, входящего в состав пластика.
Особое внимание следует уделить недопустимости использования пластиковой посуды для нагревания пищи в микроволновках. Особо это касается жирной пищи. Сочетание жира, высокой температуры и пластика вызывает освобождение диоксина и его проникновения в пищу, а, соответственно, в конечном счете, в клетки человеческого организма.
Вместо пластика, медики рекомендуют для подогрева пищи использовать стеклянную или керамическую посуду. Результат будет тот же, но без диоксина в пище!
Поэтому продукты быстрого приготовления, такие как растворимые супы, каши и т.д. вначале необходимо переложить из пластиковой упаковки в стеклянную посуду, а затем лишь ставить в микроволновку или любую другую печь.
Также недопустимо использование пластиковых крышек, покрытий во время приготовления пищи в микроволновой печи. Это также опасно, как и использовать пластиковую посуду. Высокая температура приводит к тому, что диоксин практически «растаивает и стекает» с такой крышки в пищу. Намного безопаснее использовать бумажные салфетки.
Конец пространной цитаты…
…которая представляет собой классический образец белиберды, рассчитанной на впечатлительного идиота – или идиотку, да простят меня дамы. Потому что образ диоксина, «освободившегося» из пищевой посуды благодаря «сочетанию жира, высокой температуры и пластика», или диоксина, который «растаивает и стекает» в пищу – это штука посильнее «Фауста» Гёте, как сказал бы один Отец Народов. И очень напоминает ту самую бактерию в виде большой собаки.
Фрэнк Заппа язвил: современная журналистика – это когда тот, кто не умеет писать, берёт интервью у того, кто не умеет говорить, для того, кто не умеет читать. Я бы добавил, что зачастую разговор идёт на тему, в которой ни бельмеса не смыслят все трое.
Пожалуй, в процитированной статейке верно лишь одно: диоксины (их много разных) действительно представляют смертельную опасность. Кроме рака, они вызывают многие болезни, а ядовиты примерно в тысячу раз сильнее, чем боевые отравляющие вещества.
Но вот незадача: в состав любого диоксина входит хлор. Которого нет и быть не может в полиэтилене, состоящем только из углерода с водородом – это проходят в средней школе.
Хлор есть в ПВХ – поливинилхлориде, из которого не посуду делают, а лепят, например, дешёвую напольную плитку. Если такую плитку сжигать (не нагревать в микроволновке, а именно сжигать!), в самом деле можно получить диоксин. И если отбеливать хлором целлюлозную пульпу – тоже. И если производить гербициды хлорфенольного ряда… Но какое, интересно, отношение это имеет к кулинарии?
Есть соблазн поглумиться над каждой строчкой безграмотных авторов, у которых одинаково плохо и с русским языком, и с физикой-химией. Им для начала не худо бы усвоить, что термическая деформация – это физический процесс, а горение – химический. При окислении появляются новые вещества, а при плавлении – нет.
Есть соблазн, и всё же я не стану тратить время. Ограничусь предложением «для всех, кто дорожит здоровьем близких»: если выуживаете в сети заметки на жизненно важную тему – не почтите за труд освежить в памяти школьную программу, наведите пару справок, ведь интернет как раз под рукой!
И не спешите верить всему, что публикуют доброхоты-двоечники. Особенно если они пугают вас подслушанным где-то непонятным словечком диоксин и ссылаются на американскую клинику имени Хопкинса. Очень может быть, что это как раз пациенты клиники резвятся в отсутствие санитаров.