Austauschwechselwirkung im Atom

Question

Hallo kann mir jemand erklären was genau eine Austauschwechselwirkung im Atom ist.

Ich weiß, dass es eine Wechselwirkung zwischen Elektronen ist, welche nach dem Pauli-Prinzip

auftritt.

Aber was passiert denn da nun auf Atomebene, und warum Austausch?

Comments

 das wird für hier zu lang, lies den wiki Artikel https://de.wikipedia.org/wiki/Austauschwechselwirkung

und sag dann, was für dich Ofen bleibt.

---

Schon geschehen. Also ich raffe, dass nach dem Pauliprinzip son Elektron nicht alle Quantenzahlen gleich einem anderen Elektron haben kann. Die Quantenzahlen sind sowas wie die Hausnummer des Elektrons und da kann halt kein zweites drin wohnen. So das heißt also, wenn zwei Elektronen Lust haben den energetisch gleichen Zustand einzugehen, sagt das Pauliprinzip:"Nope" und die müssen halt ihren Spin antiparallel stellen oder so, damit das so sein darf. Diese Wechselwirkung gibt dann Energie frei. UNd da hörts auch langsam schon auf.

Ist das soweit ungefähr richtig?

Falls ja:

1) Wie genau wechseln die beiden jetzt miteinander?, Ich hab auch schon was von einem "Superaustausch" und einem indirekten Austausch gelesen, wenn sich die Orbitale der beiden Elektronen nicht überlappen. Aber, sagen mir die Quantenzahlen nicht, dass sich die Elektronen in einem Orbital befinden, ansonsten müsste Pauli ja gar nicht greifen, weil die Elektronen in verschiedenen Häusern wohnen.

2) Wie darf man sich das mit der Energie des Systems vorstellen. Wird das jetzt höher oder niedriger? Steht bei WIki beides, aber warum, der Vorgang ist doch eigentlich immer der gleiche.

3) SO langsam bezweifel ich das "identisch" heißt, die haben die gleichen Quantenzahlen, aber was heißt "identisch dann"?

Weitere Fragen ergeben sich bestimmt, wenn du weiter eklärst, aber bis hierhin erstmal. :)

Answer 1

Hallo

 identisch heisst, dass wenn du sie einzeln betrachtest, du keinen Unterschied merkst. also 2 Elektronen, 2 Protonen , 2 Neutronen usw. sind "identisch" Sie tun in allen möglichen Experimenten dasselbe, d.h. du kannst sie nicht unterscheiden. das kann ich noch erklären. Was du aber suchst ist eine Erklärung für etwas, was man leider !Wechselwirkungsenergie" nennt, obwohl es besser wäre es einen Austauschterm zu nennen, der die Dimension einer Energie hat. Da es kein makroskopisches Beispiel dafür gibt, kannst du (und ich) sich das auch nicht "vorstellen", weil unsere Vorstellung immer an makroskopische  Experimente gebunden ist, so kannst du dir die Abstoßung von 2 gleich geladenen Teilchen vorstellen, weil du gesehen hast, wie sich 2 gleich geladene Kugeln abstoßen.  usw. Der Austauschten ist aber rein quantenmechanisch, also, etwas, das man ausrechnen kann, und das dann die Einheit Joule hat. deshalb kann man es sich aber noch lange nicht vorstellen, Es sagt einfach, wenn man in einer QM Gleichung 2 identische Teilchen vertauscht, bekommt man einen Zusatzterm, noch dazu hat er für Hermionen (Spin1/2) und Besonnen (Spin 1) verschiedenes Vorzeichen, unabhängig von der Ladung. Ich fürchte, du musst das bevor du mathematisch tiefer in die QM eindringst einfach glauben, weil es eben rauskommt, und auch wenn du viel mer QM beherrschen würdest wäre es immer noch nur ein mathematisches Ergebnis, (bestätigt durch Versuche) aber immer noch nicht vorstellbar. So ist das leider mit vielem in der QM. Was man sich dabei "vorstellt" ist einfach Gewöhnung an die Gleichungen.

Gruß lul

Comments

Verstehe, aber ich fasse mal zusammen.

Habe ne Gleichung. Die hängt ab von Elektroneneigenschaften von Elektron A. Die sind identisch mit denen eines anderen Elektrons B. Wenn ich aber das Elektron B in die Gleichung einsetzte kriege ich einen zusätzlichen Term, der mir sagt, welche Energie da frei wird? Sehe ich das richtig?