Huhu 
Frage wie ist das Modell von Bohr mit dem Orbital Modell vereinbar?
Gar nicht! Das Bohr’sche Atommodell geht von der klassischen Physik aus. Das Orbital-Modell ist ein Ergebnis der Quanten-Physik. Da die klassische Physik nur eine Näherung für die Quanten-Physik bei „großen“ Abmessungen ist, kann das Bohr’sche Atommodell die Realität nicht korrekt wiedergeben.
Nach dem Bohr’schen Atommodell bewegen sich die Elektronen auf Kreisbahnen um den Atomkern. Somit bewegen sie sich nicht gleichförmig geradlinig, was nichts anderes heißt, als dass sie ständig durch eine Kraft beschleunigt werden. Beschleunigte Elektronen emittieren aber elektromagnetische Strahlung und damit Energie. Nach dem Bohr’schen Atommodell würden die Elektronen also permanent Energie verlieren, so dass sie irgendwann in den Kern stürzen würden. Das Bohr’sche Atommodell vernichtet sich also quasi selbst
Vielleicht kann mir ja einer erklären wie man sich den
Übergang von Bohr zu den Orbitalen vorstellen kann.
Experimente zeigen uns eindeutig, dass Elementarteilchen in zwei Erscheinungsformen vorkommen: als Welle und als Teilchen. Das führt zu massiven Problemen bei physikalischen Messungen.
Eine mögliche Vorstellung ist die eines Wollkneuels. Ein Teilchen ist eine aufgewickelte Welle. Zum Fortbewegen wickelt sich die Welle ab. Ist die Welle an ihrem Startpunkt (da wo früher das Teilchen war) ganz abgewickelt, wickelt sie sich am anderen Ende wieder zu einem Teilchen zusammen.
Ist die Welle gerade zu einem Teilchen aufgwickelt, wissen wir nichts über die Geschwindigkeit des Teilchens, kennen dafür aber seine Position exakt. Bewegt sich das Teilchen, ist es also zur Welle abgewickelt, können wir die Geschwindigkeit exakt bestimmen, wissen aber nicht mehr, wo das Teilchen ist, da eine Welle ja keine feste Position besitzt. Mit anderen Worten, wir können den Ort und die Geschwindigkeit eines Teilchens nie beide gleichzeitig exakt bestimmen. Je genauer der Ort bekannt ist, desto ungenauer ist die Geschwindigkeit bekann, und umgekehrt.
Mathematisch kann man das in eine Ungleichung packen, die als Heisenberg’sche Unschärferelation bekannt ist.
Unschärfe_Ort * Unschärfe_Zeit >= h/(4*pi)
wobei h das Planch’sche Wirkungsquantum ist.
Die festen Elektronenbahnen beim Bohr’schen Atommodell berücksichtigen diese Unschärferelation überhaupt nicht. In der Quantenmechanik werden diese festen Bahnen „unscharf“ und nehmen die Form von Orbitalen an. Ein Orbital gibt an, wo sich eine Elektron überall aufhalten kann oder besser, über welchen Raumbereich das Elektron gerade abgewickelt sein kann.
Ach und noch eine Sache: Wir haben anhand von dem
Orbitalmodell festgestellt, das ein Elektron durch den Kern
fliegen muss, damit es sich in beiden „Kegeln“ des Orbitals
bewegen kann!
Das ist ja nichts Schlimmes. Beim Wasserstoff-Atom z.B. hält sich das Elektron mit allergrößter Wahrscheinlichkeit mitten im Atomkern auf! Ein s-Orbital ist ja kugelförmig um den Kern verteilt.
Beim p-Orbital (mit den „Kegeln“) ist die Aufenthaltswahrscheinlichkeit im Kern gleich Null. Das p-Orbital ist dort punktförmig. Man kann sich das so vorstellen, dass die p-Elektronen von den s-Elektronen (die ja schon im Kern sind) abgeschirmt werden.
Unser Physik Lehrer meinte, dass das die einzige logische
Erklärung sei. Er hat aber nicht gesagt, ob es irgenwie
nachgewiesen werden konnte. Er meinte nur: Es muss so sein,
wie sonst sollte das Elektron sonst den „Kegel“ wechseln.
Ein p-Elektron kann niemals als Teilchen im Kern materialisieren, weil das p-Orbital dort ja punktförmig ist. Jedoch kann es sich in dem einen Kegel befinden, durch den Kern hinduch abwickeln und im anderen Kegel wieder materialisieren. Dieser Effekt ist in der Quantenmechanik als „Tunneleffekt“ bekannt. Den sollte dein Lehrer eigentlich kennnen.
Ich finde dass aber nicht nachvbollziehbar, da ich mich genau
entsinne an den Tag, wo unser Lehrer sagte: „Ihr werdet in der
Quantenphysik feststellen, dass es möglich ist, dass sich
„etwas“ an zwei Orten gleichzeitig befinden kann“!
Das ist falsch! Wir können nur nicht exakt bestimmen, wo etwas gerade ist. In dem Moment, wo wir eine exakte Messung vornehmen wollen, müssen wir das Teilchen in einen physikalisch eindeutigen Zustand zwingen. Wollen wir den Ort exakt wissen, müssen wir die Welle zwingen, sich zu einem Teilchen aufzuwickeln. Wollen wir die Geschwindigkeit exakt bestimmen, müssen wir das Teilchen zwingen, sich in eine Welle abzuwickeln.
Jede physikalische Messung verändert den Zustand des Objektes (Teilchens), das gemessen werden soll!
Nun wenn ich dem glauben darf, so könnte dies doch auch für
ein solches Elektron gelten oder nicht? Bzw. wer sagt mir
denn, dass das Elektron im Atom nicht „Ortssprünge“ machen
kann? (quasi von A nach D kommt ohne dabei über B zu gehen)
Du bist ein Fuchs
Viele Grüße
Stefan