Overleg:Orbitaal

..waarschijnlijkste posities, met gezamenlijk een kans van 90% om het elektron er aan te treffen, vormen het orbitaal...

Oh ja? Iedere puntvormige 'positie' heeft individueel een kans nul... Een integraal van punt 'a' tot punt 'a' is namelijk altijd nul, waar je ook over integreert. "Waarschijnlijkste posities" is dus mathematische lariekoek.

Dat geldt zelfs voor lijnen of vlakken. Alleen als je integreert over een eindig volume wordt de kans ook eindig. Gunmhoine (overleg) 11 mrt 2015 04:07 (CET)

Met 'waarscijnlijkste' posities worden de posities bedoeld met de grootste kansdichtheid.Madyno (overleg) 11 mrt 2015 09:21 (CET)

Ik ben overigens niet erg tevreden met de complete verandering, en beslist niet met bepaalde gedeelten van de nieuwe tekst. Madyno (overleg) 11 mrt 2015 09:38 (CET)

Het stuk over het elektron als golf is deels irrelevant en hoort deels bij een algemene bespreking van de kwantummechanica. Wie niet weet wat een golffunctie is, zou eerst daar eens moeten kijken en dan hier terugkomen. Het lijkt me noch nodig noch wenselijk om hier nog eens een halfbakken uitleg te geven. Paul B (overleg) 11 mrt 2015 12:23 (CET)

Het probleem met dit artikel leek me tweeledig. Ten eerste waren er de door Gunmhoine vastgestelde theoretische foutjes op het punt van integratie op een puntpositie. Daarnaast vond ik de verwoording in de oude versie ([1]) ook nodeloos ingewikkeld. Dat was voornamelijk gewoon een kwestie van de oubollige stijl, niet eens van jargon. In de nieuwe versie staat er echter:

Een orbitaal is het staande golfpatroon dat onstaat als elektronen ingevangen worden in het aantrekkingsveld van de atoomkern. (sic - de schrijffout had ik eerder verbeterd maar werd er blijkbaar weer terug ingestopt)

En daar moet de lezer het dan maar mee doen - wederom een volstrekt onbegrijpelijke aaneenschakeling van jargon op een plek waar de kans zou bestaan een lezer te informeren over of zelfs interesseren in een natuurwetenschappelijk onderwerp. Daartegenover zou ik een willekeurig scheikundelesboek willen zetten (bv. Briggs & Heyworth: Science in Focus - N Level, p 24), waarin je kunt zien hoe je iets dergelijks aan een leek uitlegt:

Electrons in atoms do not occupy fixed positions. In practice, electrons may be considered to move almost anywhere. If the positions of the hydrogen atom electron were plotted at one-second intervals, a result similar to that shown in Figure 1.42 would be obtained. [figuur laat een scatter diagram - ons artikel noemt dit een "stippendiagram" zien] It is not possible to predict exactly where an electron is at a particular time. However, if the position of the hydrogen electron is plotted every second over a very long period of time, a result similar to that shown in Figure 1.43 would be obtained. We can then draw a sphere around the hydrogen atom, and say that the hydrogen atom electron spends 90% of its time inside this sphere (Figure 1.44). The sphere is the 1s orbital for the electron in the hydrogen atom.

en:

Orbitals can be simply defined as volumes of space inside which electrons spend 90% of their time. - dat kwam dus vrijwel exact overeen met wat ik schreef ([2]) en wat door Gunmhoine verwijderd werd onder de noemer "misleiding".

Je kunt beredeneren dat dit een onderwerp is dat slechts op academisch niveau mag of kan worden aangesneden, maar daar ben ik het faliekant mee oneens. Ik doceer het kwantummechanisch atoommodel samen met zaken als het foto-elektrisch effect en de geëxciteerde stadia van elektronen al in de vierde klas, en dan ga ik echt niet in op de volledige achtergrond. Het dualiteitsprincipe is echt al op dat niveau begrijpelijk uit te leggen (iets anders dan voorstelbaar te maken), ook voor leerlingen zonder aanleg voor wis- of natuurkunde.

Ik merk tijdens de les overigens wel dat even kort teruggrijpen op golfvergelijkingen de zaak een stuk beter begrijpbaar maakt, dus ik begrijp wel dat het als achtergrond genoemd wordt en ben het op dat punt niet direct met PaulB eens. Woudloper _overleg 11 mrt 2015 14:07 (CET)

De huidige inleidende zin is absoluut niet werkbaar, maar dat is niet direct waar ik het over had. Mijn probleem heeft eerder betrekking op het nog een dunnetjes, en m.i. te 'populair' en 'normatief' overdoen van een bespreking van het golf- en deeltjeskarakter van elektronen. Zinsneden als "Daarmee komt een typische deeltjes-eigenschap als 'positie' in een wat ander daglicht te staan" of "Strikt genomen is dit een wat gevaarlijke interpretatie" vind ik niet heel erg geschikt voor een encyclopedie. Vooral dat laatste is een mening. Acceptabel in beschouwende stukken over de didactiek van de natuurkunde, maar hier heeft het niets te zoeken.

Wat de je commentaar op de inleiding betreft: "Spends 90% of its time" is op zichzelf zonder meer aanvechtbaar. Dat gaat er als het ware vanuit dat elektronen 'ergens' zijn op ieder willekeurig moment. Dat is een mogelijke interpretatie, maar wel een problematische. Het plotten van de positie van een elektron in een waterstofatoom is op deze manier uiteraard een gedachte-experiment.

De vraag is: is het zinvol te spreken over orbitalen zonder voorkennis van wat golffuncties zijn en wat de schrödingervergelijking is? En zo nee, moeten we die voorkennis dan hier nog eens dunnetjes overdoen? Ik ben niet pertinent tegen een bochtje afsnijden hier en daar: het is niet de bedoeling de lezer verkeerd voor te lichten, maar het heeft ook geen zin te verzanden in formeel correcte definities die praktisch gezien vereisen dat je al weet wat het is voor je die definitie kunt begrijpen. Ik zou er goed mee kunnen leven om in de inleiding zowel een formeel correcte als een losjes geïnterpreteerde definitie te geven, zolang maar enigszins duidelijk wordt gemaakt dat de 'handenwapperende' versie op veel punten tekortschiet, en zolang we hier geen poging doen uit te leggen wat als het goed is elders veel beter staat beschreven.

Zo'n verstrooiingsdiagram of hoe je het ook wilt noemen is een uitstekend en krachtig hulpmiddel, al zou ik dan resultaten van een echt experiment gebruiken, het tweespletenexperiment. Daar worden de deeltjes ook echt waargenomen, in plaats van een onuitvoerbaar gedachte-experiment te gebruiken. Paul B (overleg) 11 mrt 2015 14:53 (CET)

Voor de duidelijkheid: ik pleit er niet voor zaken expres verkeerd te verwoorden in een poging te simplificeren. Het is in een inleiding niet nodig alles te verklaren, je kunt de details op die plek het beste weglaten. Op die plek geen golftheorie of Schrödinger - dat kan verderop in het artikel. Maar de huidige inleiding bestaat uit een enkele zin, die dan ook nog een aantal "lastige" begrippen erbij haalt (aantrekkingskrachten binnen het atoom; staande golven).

Volgens mij zijn die verstrooiingsdiagrammen vrij standaard - ik meen ze in verschillende boeken gezien te hebben, wat ik nog eens bevestigd zag in het feit dat Gunmhoine er ook al over schreef. Nou suggereert een stip in zo'n diagram een bepaalde positie van het elektron, en dat kan natuurlijk niet echt, maar desondanks is het gedachte-experiment nuttig om zaken begrijpelijk te maken. Als een bepaalde tijdsduur genomen wordt, anders dan een puntmoment, zijn de waarschijnlijkheidsgebieden die door de stippen worden gedefinieerd zelf bovendien niet langer betekenisloos. "Spends 90% of its time" suggereert een tijdsinterval - het gaat dan niet om een "willekeurig moment". Volgens mij blijkt uit bovenstaand citaat (ook zonder de betreffende drie plaatjes) wel dat een lang genoeg interval noodzakelijk is om een betekenisvol diagram te maken.

Het tweespletenexperiment heeft dacht ik betrekking op elektromagnetische straling, en slechts indirect op andere deeltjes. Woudloper _overleg 11 mrt 2015 17:15 (CET)

Je kunt het tweespletenexperiment ook met elektronen uitvoeren, met soortgelijke resultaten ( http://www.hitachi.com/rd/portal/research/em/doubleslit.html ) al is het vast moeilijker om praktisch uit te voeren. Ik blijf een uitspraak als "brengt 90% van de tijd door in gebied X" problematisch vinden. Vermoedelijk omdat we de uitdrukking 'tijd doorbrengen in' doorgaans associëren met mensen die ergens daadwerkelijk aanwezig zijn gedurende een bepaalde tijd, in die zin dat ze ook als ik niet kijk een welbepaalde positie hebben... Ik denk kortom niet dat we hier een dergelijke uitdrukking zouden moeten gebruiken, al ben ik daar misschien te rechtlijnig in. Het is (althans in theorie) wel mogelijk om op een gegeven moment een meting uit te voeren van de positie van een deeltje. Dat kun je in theorie vele malen herhalen, en daar kun je dan (alweer in gedachten) een scatter plot van maken. Bij een voldoende grote steekproef blijkt dan dat in 90% van de gevallen het elektron binnen het gebied X is (de positie is in wezen alleen welbepaald op het moment van meting). Je zult bij die uitleg dan wel moeten voorkomen dat de lezer denkt dat we het hier hebben over een puntdeeltje dat heen en weer zoeft, iets wat niet volgt uit de beschrijving van de procedure maar wel makkelijk bij de lezer opkomt als die over een elektron denkt als deeltje. Maar over de inleidende zin zijn we het wel eens: daar kan de lezer denk ik vrij weinig mee. Inspiratie opdoen bij veel gebruikte leerboeken kan dan zeker geen kwaad. Wat dat betreft wil ik je daarin niet ontmoedigen, ook al heb ik over de individuele beschrijvingen in die leerboeken vast nog wel wat te zeuren. Paul B (overleg) 11 mrt 2015 18:04 (CET)

Mijn verwoording betrok de factor tijd er geheel niet bij. Ik schreef:

• het gebied rondom een atoomkern waarin elektronen met een bepaalde energie zich met 90% waarschijnlijkheid bevinden

Met "gebied" bedoelde ik een ruimtelijk lichaam (dit lijkt duidelijk over te komen aangezien je dat woord zelf ook zo gebruikt); de toevoeging van "een bepaalde energie" leek me noodzakelijk om aan te geven dat verschillende orbitalen verschillende energieën vertegenwoordigen, en de 90% waarschijnlijkheid slaat in deze verwoording niet op een puntpositie of op de factor tijd. Ik heb het boek er pas op nageslagen nadat ik die zin schreef, trouwens, en kan me wel in je kritiek vinden, zover ik die begrijp.

Over het algemeen probeer ik mijn eigen kennis te negeren ten opzichte van wat ik in boeken kan vinden, zelfs als die voor mijn gevoel de fout in schieten. Het lijkt me logisch dat je voor een algemeen bedoeld naslagwerk als Wikipedia niet in eerste instantie al naar wetenschappelijke vakliteratuur grijpt. Het klopt natuurlijk wel dat een schoolboek sneller fouten zal bevatten, maar dat zou weg moeten vallen als meer boeken worden nageslagen. Als de bovenstaande openingszin ook niet bevalt, kan ik dat nog wel doen.

Sorry dat ik niet direct doorlas in de link die je gaf; eigenlijk had ik over dit experiment bij elektronen al wel eens gelezen. Scatterplots ben ik goed mee bekend; ik heb met een SEM gewerkt. Ik twijfel of we de eigenschappen van elektronenstralen direct (in de inleiding al) moeten betrekken bij de eigenschappen van het "ingevangen" elektron. Het lijkt me dat dit artikel in de eerste plaats over orbitalen gaat en niet over specifieke eigenschappen van het elektron. Dat de massa van het elektron (net als bij het foton) klein genoeg is om het dualiteitsprincipe duidelijke betekenis te geven, moet wellicht zijdelings opgemerkt worden. Woudloper _overleg 12 mrt 2015 02:23 (CET)

Oude versie

Ik heb de oude versie (voorlopig?) teruggezet, zij het dat ik wat kletspraat eruit verwijderd heb. Ik stel voor dat belangrijke wijzigingen eerst hier bediscussieerd worden. Madyno (overleg) 12 mrt 2015 15:34 (CET)

Kwaliteitsoordeel: ronduit beroerd!

Wie dit artikel geschreven heeft, heeft nooit een natuurkundeboek gezien. – De voorgaande bijdrage werd geplaatst door Koitus~nlwiki (overleg · bijdragen) 8 jul 2020 22:59 (CEST)