Ja, der Kern besteht aus subatomaren Partikeln mit einer Wahrscheinlichkeitswolke.Protonen und Neutronen füllen Orbitale im Kern genau wie Elektronen im Atom.Darüber hinaus ist jedes Proton oder Neutron selbst ein komplexes Teilchen und die Quarks im Inneren haben ihre eigene Wahrscheinlichkeitswolke.(Quarks sind einfache Objekte, die unseres Wissens keine interne Struktur haben.)

Das Prinzip der Unsicherheit erfordert, dass der Kern als Ganzes eine gewisse räumliche Ausbreitung aufweist.

Der einfache Teil ist, dass die "probabilistische Wolke" eines Kerns und seiner Bestandteile way kleiner ist als die Raumelektronen, die vorgeben, besetzt zu sein.Das macht die Punktnäherung möglich.

Sehr oft wird tatsächlich angenommen, dass der Kern bewegungslos ist.Es wird dann angenommen, dass die Bewegung der Kerne und der Elektronen getrennt behandelt werden kann.Dies ist als Born-Oppenheimer-Näherung bekannt.Der Grund ist, dass das gleichzeitige Lösen der Gleichungen sehr schwierig und nicht sehr effizient wäre.

Beachten Sie, dass für das Wasserstoffatom diese Annäherung nicht erforderlich ist.In diesem Fall mit zwei Teilchen beschreibt die Wellenfunktion die relative Bewegung und Position von Elektron und Kern.

Der Kern hat eine Wahrscheinlichkeitswolke.Betrachten Sie als einfachstes Beispiel das Wasserstoff-1-Atom.Die Erhaltung des Impulses erfordert, dass der Schwerpunkt des Elektrons und des Protons fest bleibt.Deshalb haben wir

$$ \ Psi_p (\ textbf {x} | = (\ text {const.}) \ Psi_e (- \ alpha \ textbf {x}), $$

wobei $ \ Psi_p $ span> die Wellenfunktion des Protons ist, $ \ Psi_e $ span> die Wellenfunktion istdes Elektrons und $ \ alpha $ span> ist das Verhältnis der Massen.Da $ \ alpha $ span> groß ist, kann man das Proton oft als an einem Punkt fixiert annähern.

Die Antwort ist, dass die Protonen im Kern Quantenteilchen sind und keine genau definierte Position haben, aber die Unsicherheit ist kein großer Faktor für die Bestimmung des Potentials, das die umlaufenden Elektronen erfahren, also können wir es einfach behandelnsie als feste Potentialquelle.Dies erleichtert auch die Berechnungen erheblich.

Kerne sind Quantenteilchen und haben eine Wellenfunktion und damit auch eine Wahrscheinlichkeitsdichte. Es ist jedoch schwer zu berechnen und zu visualisieren und wird oft nicht benötigt.

Für Elektronen können Sie z. Betrachten Sie eine Einelektronendichte eines Systems mit vielen Elektronen oder Orbitale, die die bestmöglichen Lösungen für die Annäherung des vollständigen Problems mit vielen Elektronen an ein Problem mit unabhängigen Teilchen darstellen. Elektronen sind jedoch alle gleich, was das Problem einfacher macht.

Wenn Sie dagegen die Kerne eines Moleküls visualisieren möchten, fällt es Ihnen schwer. Ein Beispiel, wo es tatsächlich gemacht wurde, ist dieser Artikel. In dem Artikel werden die Kernwahrscheinlichkeitsdichten von Molekülen erhalten, indem die Kernwellenfunktion als Produkt harmonischer Oszillatorfunktionen in den Normalmoden angenähert und über alle außer den Koordinaten eines Kerns integriert wird. Sie sehen, dass die räumliche Ausdehnung der nuklearen Wahrscheinlichkeitsdichte selbst für schwingungsangeregte Zustände gering ist, daher ist sie normalerweise von geringem Interesse.

Ein weiteres Problem bei der Berechnung einer Wahrscheinlichkeitsdichte besteht darin, wie die Invarianz in Bezug auf die Translation und Rotation des gesamten Systems behandelt wird. Für Elektronen in einem Molekül ist dies kein Problem, wenn angenommen wird, dass die Kerne im Raum fixiert sind, Sie jedoch immer eine Referenz benötigen, andernfalls ist die Dichte nur eine Konstante.