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水素様原子とは何ぞや？
- 水素様原子（一般の価数の原子核を持つ1電子系多価イオン）とは、どの様なものなのでしょうか？
- 水素様原子とは、何でしょうか？一般の価数の原子核を持つ1電子系多価イオン（水素様原子）の系とは何でしょうか？
- 水素様原子とは、どういった様なものでしょうか？一般の価数の原子核を持つ1電子系多価イオン（水素様原子）とは何でしょうか？
- 化学
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原子核が一つ（陽子の数は問わない）と電子が一つからなる原子およびイオンのことです。つまりH、He^+、Li^2+、Be^3+、…のことです。これらは原子核と電子の相互作用のみを考えればよいので、水素原子と同様にシュレーディンガー方程式を解析的にとくことができます。一方多電子原子は、原子核と電子の相互作用に加え、電子同士の相互作用も考慮しなければならず、多体問題となるため解析的に解くことはできません。
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- QCD2001
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一般に、電荷がある空間内に球対称で分布しているとき、その空間の外から見た電場の形は、そこに分布している電荷が球の中心の1点に集中しているときにできる電場と同じになります。 このため、たとえばリチウムは原子核に陽子が3個いて、その周囲を3個の電子がまわっているわけですが、そのうち2個の電子は内側の軌道にあり、1個の電子は外側にいます。すると外側にいる1個の電子から見た、内側の2個の電子が作る電場は、2個の電子のマイナスの電荷が原子の中心に集中しているときと同じになります。 その結果、最外殻電子から見た電場の総和は原子核内の3個の陽子のプラスと、2個の電子のマイナスが打ち消しあい、原子核にプラスの電荷が1個あるときと同じになります。 つまり、リチウム原子の最外殻電子から見た電場は、水素の電子から見た電場と同じになります。その結果、リチウム原子の最外殻電子のシュレーディンガー方程式は水素原子のものと同じになります。 このように、原子の一番外側にある最外殻電子が1個だけであるような原子が水素様原子です。 また、ベリリウムは、原子核に陽子が4個、周囲に電子が４個まわっています。ベリリウムが１価のイオンになると、電子は内側の軌道に2個いて、これが球対称になっているので、最外殻の1個の電子から見た電場は、原子核に2個のプラスがあるときと同じになります。従って、水素原子の電子のシュレーディンガー方程式で電荷を2倍にした時と同じになります。 このように、イオン化した結果最外殻電子が１個であるようなイオンが、１電子系多価イオンです。
お礼
それは、間違っていると思います。
補足
最外郭の電子が1個が水素様原子という、その御回答は間違いではないでしょうか？ 失礼ですが、その御回答は間違っている、と思います。 （↓）下記のYahoo!知恵袋 のページによれば、https://detail.chiebukuro.yahoo.co.jp/qa/question_detail/q11234463111?fr=and_other 「水素様原子」とは次のようなものです。 He⁺, Li²⁺, Be³⁺ イオンになった結果、残りの電子が1個のものだけです。 （ここで解析的とは、解が数学の演算や関数で表せるという意味です。） Li, Na, K などの原子は複数の電子を含み、「水素様原子」には該当しませんので、シュレーディンガー方程式の解を解析的に求めることはできません。近似式を数値的に解く方法が使われています。 と書かれています。 その御回答は間違っていませんか？
お礼
御回答ありがとうございました。 よくわかりました。