Если бы атом был с яблоко, то каким бы он был на ощупь?
inznan — 05.12.2023
Меня однажды спросили "Если бы удалось увеличить атом до размера яблока и покрутить его в руках, то каким бы он был на ощупь?"
Поскольку это эксперимент сугубо мысленный, давайте отталкиваться от возможных вариантов и исходить из имеющихся знаний о строении атома. Кстати говоря, в теории, увеличить частицу и тело из частиц вполне можно. Нужно всего лишь победить силу их взаимодействия и при этом сохранить упорядоченность. Но да... это надо воспринимать больше как шутку.
На что обратить внимание при анализе орбиталей?
Чтобы представить, каким бы мог быть атом на ощупь, нужно изучить его строение. Как только мы слышим слово атом впервые, нам показывают модель атома Резерфорда, которая состоит из ядра и электронов, вращающихся вокруг этого ядра. Эта модель хороша как схема, но на самом деле, сейчас в современной интерпретации подход претерпел некоторые изменения.
Во-первых, орбитали, по которым перемещаются электроны, оказались не монорельсом для их движения, а всего лишь траекторией. Траектория она на то и траектория, чтобы вычерчивать линию движения частицы. Но совершенно не обязательно, что частица будет перемещаться по ровной аккуратной линии. В итоге и современные фотографии электронных облаков вокруг атома только отдаленно напоминают резерфордовскую модель. Это скорее клубок шерсти. При этом орбитали не равномерные и не одинаковые.
Во-вторых, если раньше считалось, что электрон всегда примерно в одном и том же месте и двигается строго по своей орбите, то сейчас выяснилось обратное. Положение электрона всего лишь вероятностное.
Это означает, что сейчас электрон находится рядом с ядром, а через минуту будет находиться где-то далеко от него, причем предсказать это движение можно не по направлению перемещения, а по вероятности. Так, клубок шерсти, о котором мы говорили, превращается скорее в мочалку из металлической проволоки. Правда в итоге, в конкретный момент времени, фотография атома всё равно будет выглядеть скорее как правильная окружность.
Теперь пришло время поговорить о ядре. Если нас интересует вопрос о "потрогать", то потрогать мы его не сможем. Ведь оно спрятано за стеной из электронов.
Исходя из приведенных выше рассуждений, следует: то, каким атом является на ощупь, определяет его внешнее строение. Снаружи атом окружен электронными облаками, которые внешне напоминают металлическую мочалку и на ощупь, смею предположить, примерно такие же. Вот только что с прочностью? Будет ли атом пружинить как мячик или же будет похож на камень?
Какие силы внутреннего взаимодействия могут определить поведение "поверхности"?
Электроны, которые мы будем щупать и которые окружают атом, связаны с ядром силами взаимодействия. Они участвуют в электромагнитном, и, самое что интересное, гравитационном взаимодействии. Между самими электронами есть кулоновское взаимодействие.
И, исходя из всего описанного рано или поздно электроны должны падать на ядро. Но тут работает квантовый механизм взаимодействия.
Нам тут интереснее всего как поведет себя при внешнем воздействии.
Смею предположить, что сжатие руками атома будет похоже на попытку приблизить друг к другу магниты разными полюсами. Мы будем ощущать отталкивание, которое при увеличении нажатия, согласно третьему закону Ньютона, будет увеличиваться. Важным обстоятельством является то, что пружинит не "каркас" из электронов, как будто это проволока, а именно сила взаимодействия (а лучше - противодействия) между ядром и электроном.
Вероятнее всего атом на ощупь может быть похож на теннисный мячик, обмотанный проволокой или металлической мочалкой для посуды. При этом дотрагиваться до самого мячика мы по идее не сможем, а "каркас" из орбиталей точно не сплошной. Значит, проволока или мочалка должны быть намотаны с зазорами. Электроны не могут полностью обернуть атом своим облаком.
Ещё больше интересных похожих материалов я публикую в Telegram-канале проекта. Обязательно подпишитесь, чтобы не пропускать интересные эксклюзивы!
Денацификация 
давайте наконец не про покупку китаёзов, а про вождение поговорим, про погони 
Здесь вам не там 
АнтиКорчагин 
Купальные костюмы. История и.... 
Ежедневный дайджест марафона #веснедорогу — 19 апреля 
They Live (1988) 
30 апреля ● "День ожидания праздника" и не только... 
