Was ist Atom – Ist ein Atom ein leerer Raum? – Definition

Ist ein Atom ein leerer Raum?

Das Volumen eines Atoms ist etwa 15 Größenordnungen größer als das Volumen eines Kerns. Für das Uranatom beträgt der Van-der-Waals-Radius etwa 186 pm = 1,86 × 10 ^–10 m . Der Van-der-Waals-Radius r _w eines Atoms ist der Radius einer imaginären harten Kugel, der die Entfernung der nächsten Annäherung für ein anderes Atom darstellt. Unter der Annahme einer Kugelform hat das Uranatom ein Volumen von etwa   26,9 × 10 ^–30 m ³ . Dieser „riesige“ Raum wird jedoch hauptsächlich von Elektronen eingenommen, da der Kern nur etwa 1721 × 10 ^–45 m einnimmt³  von Raum. Diese Elektronen wiegen zusammen nur einen Bruchteil (sagen wir 0,05%) des gesamten Atoms.

Es mag scheinen, dass der Raum und tatsächlich die Materie leer ist , aber es ist nicht so . Aufgrund der Quantennatur der Elektronen sind die Elektronen keine Punktteilchen, sondern werden über das gesamte Atom verschmiert. Die klassische Beschreibung kann nicht verwendet werden, um Dinge auf atomarer Ebene zu beschreiben. Auf atomarer Ebene haben Physiker herausgefunden, dass die Quantenmechanik die Dinge auf dieser Skala sehr gut beschreibt. Teilchenorte in der Quantenmechanik befinden sich nicht an einer exakten Position, sie werden durch eine Wahrscheinlichkeitsdichtefunktion beschrieben . Daher ist der Raum in einem Atom (zwischen Elektronen und einem Atomkern) nicht leer, sondern wird durch eine Wahrscheinlichkeitsdichtefunktion von Elektronen (üblicherweise als „ Elektronenwolke “ bezeichnet) gefüllt .