题目

核外电子排布是怎样知道的
原子是非常小的,即使在现在用最高倍的显微镜也难以将其结构看清楚.但人们在多年以前就得到了核外电子的排布和运动方向,这是由什么实验知道的?

提问时间：2020-05-08

答案

核外电子的运动绝对不能用牛顿定律来算,爱因斯坦已证明牛顿力学对于速度接近光速的物体不适用.
在牛顿力学中,一个宏观物体的运动,其位置和速度都是同时确定的,所以经典力学中所谈的质点的运动轨道（或轨迹）是指具有某种速度、有一定的、可以确定运动物体在任意时刻位置的轨道,如炮弹、子弹和行星的运动轨道.那么原子核外电子运动是否也有同样的含义呢?答案显然是否定的.虽然电子是绕核运动,但它们在特定能级中的运动途径是无法准确测定的.
我们对一个运动电子的动量测得越准,则对它的位置测得越不准；反之亦然.同时准确地测定微观粒子的动量和位置是不可能的.
测量距离必须有工具.用光线（光子）仔细地观察电子的轨道,指出电子的位置,则光子必与电子相碰撞,才能知道电子的确切位置.由于光子具有很大的能量,当一个光子与电子相碰撞时,一部分动量给了电子,于是测量电子的位置时,不可避免地改变了电子的动量,所以同时准确地测出核外电子的位置和动量是不可能的.
所以核外电子排布不是通过实验知道的,而是有量子力学计算得到的.是一个复杂的数学问题,不是无机化学所要求的,请不必深究,这需要高深的数理方程知识.