Capactiy de un orbtial para mantener muones y electrones

Question

En un átomo normal, hay un límite de 2 electrones por obital debido a la Pauli-principio de Exclusión. He visto a gente hablando sobre la sustitución de un electrón con un muón, pero desde muones y electrones son distinguibles, sería este, a continuación, permitir que 2 electrones y 2 muones para ocupar el mismo orbital, o sólo 2 leptones se les permite tener el mismo conjunto de números cuánticos?

Por ejemplo, un átomo de Berilio con 2 muones y 2 electrones utilizar sólo el orbital 1S, o que el 2S ser utilizado como así? Métodos espectroscópicos, debe ser capaz de distinguir entre los dos.

Answer 1

Son distinguibles por supuesto, el número de estados que se duplica si el doble del número de especies, es decir, si utiliza electrones y muones.

Así que con 2 muones y 2 electrones, 2 muones primero sentarse a la de los orbitales 1s muy cerca del núcleo, se asemeja a una "pequeña helio". Los electrones son más de 200 veces más ligeros para sus orbitales son más de 200 veces más grande. (En otras palabras, el radio de Bohr para el muón es más de 200 veces menor que la de los electrones.) Los electrones efectivamente ver el núcleo de carga reducida por la carga de los dos muones: el "pequeño muonic átomo de helio" actuaría como un núcleo de los electrones. Pero de lo contrario, los electrones se sentaba en su 1s de los estados, que se asemeja a la ordinaria de helio.

Answer 2

El orbital atómico descripción de un átomo es sólo una aproximación para cualquier átomo con más de un electrón. Atómicos orbitales sólo existe cuando el potencial es de forma centralizada simétrica. Con una céntrica simétrica potencial de la función de onda del átomo de factores en distintos orbitales atómicos de forma que podemos hablar $1s$, $2s$, $2p$ etc orbitales.

Sin embargo, cuando hay más de un electrón en el átomo de la repulsión entre los electrones de los despojos de la simetría central. El resultado final es que los orbitales atómicos amasan y la función de onda no puede ser dividido en distintos orbitales atómicos. En un multi-electrón átomo no puede asignarse de manera inequívoca cada par de electrones de un orbital atómico.

La razón por la que todavía hablan de los orbitales atómicos en múltiples electrones de los átomos es que a pesar de que es sólo una aproximación, en realidad no es una mala aproximación. Cuando se trata de calcular la función de onda del átomo se puede calcular el promedio de las posiciones de todos los electrones, y la media, a continuación, ofrece un potencial central que usted puede utilizar para calcular por separado los orbitales, a pesar de que estos orbitales son obviamente diferentes de las que se obtiene por un electrón del átomo.

El punto de todo esto es que no es obvio para mí que podría ser útil para calcular el promedio de los electrones y muones juntos porque sus masas son tan diferentes. Sospecho que lo que pasaría es que te gustaría promedio de los dos muones y por separado, el promedio de los dos electrones. El promedio todavía le daría un potencial central, pero lo que usted termina con dos orbitales con los dos muones en uno y dos electrones en el otro. Ambos orbitales se vería como un $1s$ orbital, pero el muón orbital se encuentran mucho más cerca del núcleo que los electrones orbitales. De hecho, me gustaría adivinar el electrón orbital sería muy similar a la $1s$ orbitales en un átomo de helio: los muones sería parcialmente pantalla el núcleo, de modo que los electrones se acaba de ver un +2 carga nuclear. Su función de onda acabaría pareciéndose $\Psi = 1s_{muon}1s_{electron}$.

Pero tener en cuenta que escribir la función de onda como dos $1s$ tipo de orbitales sería una aproximación que ignora el electrón-electrón y electrón-muon correlaciones.