Si existiera un átomo del tamaño de una pelota de béisbol, ¿cuál sería su número atómico?

Answer 1

Tengo una comprensión muy pobre de QM.

Para s & ns y ts y risitas, me senté e imaginé tu pregunta e intenté imaginar una nube electrónica más externa del tamaño de una pelota de béisbol con un núcleo aún microscópico / nanoscópico / femtoscópico. Ignoraría la fuerza débil. Los electrones en las moléculas de mis manos evitan que penetre en la esfera vibrante. ¿Qué pasaría con los fotones? ¿Cómo podría ser esta bestia imaginaria?

No sería como, o ap, o ad, o f, o ag … solo imaginaba dos electrones en un orbital s en r = 1.5 ″.

Traté de imaginar la ley del cuadrado y las reglas de Pauli. ¿Qué le puede pasar a dos protones en un núcleo si los dos electrones más externos estuvieran en una capa S atraída hacia el núcleo desde 1,56 centímetros de distancia? Basta con mirar el -2e y el núcleo neto +2. Pero luego pensé, solo mirando la fuerza de Colulomb, cuanto más grande es el núcleo, más apretados son los electrones.

Entonces me acordé de algo. Las fuerzas fuertes y eléctricas solo pueden equilibrarse cuando están en el orden o angstroms.

En una visión muy simplista, existe un átomo porque hay un equilibrio entre las fuerzas fuertes, débiles y coulombinas. Una de las cosas que me sorprendió fue que todos los átomos tienen aproximadamente el mismo tamaño. Ok, el más pequeño es 0.31 Å (He) y el más grande es 2.98 Å (Cs). Están dentro del mismo orden de magnitud.

Elementos, radios atómicos y los radios periódicos.

Una galería de orbitales atómicos y orbitales moleculares.

Dibujos a escala de átomos y orbitales: Hidrógeno a través del criptón

Dibujos a escala de átomos y orbitales: cesio a través de radón

Answer 2

Esto parece una pregunta simple: ¿cuál es el aumento en el tamaño del átomo a medida que asciendes en otro número atómico, y cuántas veces debes subir hasta que sea el tamaño de una pelota de béisbol? Aparte del hecho insignificante de que no funciona de esa manera, podemos seleccionar la columna 1A para este propósito (consulte aquí: Tutorial de radio atómico)

Por lo tanto, hay un porcentaje decreciente no lineal que aumenta (300.81081081081081081; 22.36842105263158; 22.043010752688172; 9.251101321585903; 6.854838709677419) pero podemos extrapolar esta serie simple que en el momento en que lleguemos al campo de la fuerza de la fuerza de la fuerza de la fuerza de la fuerza de la fuerza de la fuerza de la fuerza. ), está aumentando en menos del tamaño de un protón. Oh, espera, esa debe ser la parte “no funciona así”. Ratas, lo siento, supongo que * es * la respuesta. (Bummer, lo odio cuando eso sucede!)

Answer 3

Un átomo del tamaño de una pelota de baloncesto, que supongo que es una esfera de 12 pulgadas, sería en su mayoría neutrones, pero en realidad no existiría. Se degeneraría en una sopa de quark, o probablemente explotaría en varios cientos de miles de partes, y muchas más.

En pocas palabras, el átomo sería muy inestable.

Answer 4

Un átomo de este tamaño no existirá. La cantidad de nucleones, o protones y neutrones, para hacer que incluso los átomos más pesados ​​/ más grandes en la Tabla Periódica hagan que el núcleo de estos átomos sea muy inestable, y se separan y se descomponen en átomos más pequeños, en una fracción minúscula de segundo. Hecho en colisionadores.

Nuestras teorías predicen que podría haber algunos elementos con Números Atómicos en el rango entre 120 y 130 que sean más estables, lo que se conoce como “Isla de la Estabilidad”. Sin embargo, no serán tan bi como el béisbol. Después de eso, no hay más predicciones de átomos estables.

Me pregunto si te das cuenta de lo increíblemente pequeños que son realmente los átomos. En un sorbo de agua, un volumen de 18 ml, o justo debajo de una cucharada, hay un mol de agua. Un mol de agua contiene 6,02 × 10 ^ 23 átomos de oxígeno y el doble de átomos de hidrógeno. Eso es 602 seguido de 21 ceros. (las cucharadas contienen 20 ml de donde soy, pero 15 ml en algunos países)

Sin embargo, a medida que aumentan los Números Atómicos, los elementos se vuelven más densos, ya que el núcleo gana mucha masa, pero el volumen ocupado por los orbitales no aumenta proporcionalmente.

Así, se llega a elementos como el plomo con una densidad de 11.34 g por centímetro cúbico. Por lo tanto, un volumen tan pequeño como el anterior, de hecho, un poco más de 18 ml, de plomo, también contendrá 6,02 × 10 ^ 23 átomos. Esto significa que un átomo de plomo ocupa prácticamente el mismo espacio que una molécula de agua, formada por tres átomos mucho más ligeros.

Aunque un átomo de plomo tiene muchos más nucleones que la molécula de agua, o incluso un átomo de oxígeno, no es tan grande como podría pensarse, basado en la masa.

En el material donde se reúne más materia, como la materia degenerada en una enana blanca, o la materia en una estrella de neutrones, se pueden reunir mayores cantidades de nucleones. Sin embargo, ya no son átomos, sino algo completamente diferente.

Answer 5

Si mide el tamaño de un átomo por el tamaño máximo de la nube de electrones, supongo que el tamaño solo estaría limitado por su capacidad de mantener alejada la energía del electrón. Una gran caja con una superficie perfectamente reflectante en el interior y el vacío total, solo un átomo en el interior y un láser mágico para bombear energía a los electrones podrían hacerlo. El número atómico de ese átomo sería irrelevante.

Si mide el tamaño del átomo por el tamaño del núcleo y tiene alguna forma mágica de conseguir que una cantidad tan grande de protones y neutrones se peguen, es probable que aún no pueda lograr que el núcleo sea tan grande porque colapsaría en un pequeño agujero negro en algún momento. Espera, pensándolo bien, podría no colapsar tan pronto. Invito a alguien a que haga los cálculos por mí.

Una estrella de neutrones podría describirse como un núcleo súper enorme mantenido unido por la gravedad tan estrechamente que los protones y los electrones se han colapsado en neutrones. Entonces, la materia nuclear no es muy compresible. Puede ser una especie de líquido o tal vez un sólido, no un gas. Tome el volumen del béisbol y divídalo por el volumen de un neutrón para obtener el número aproximado de nucleones, suponiendo que los nucleones no dejan un espacio significativo entre ellos y alrededor de ellos. La proporción de los nucleones que son protones sería la respuesta. Espero que la respuesta sea cero. La fuerza repulsiva de los protones sería insuperable, por lo que el núcleo de su hipotético átomo tendría que ser todos neutrones, por lo que el número atómico sería cero.

Answer 6

No creo que nadie pueda responder a eso, ya que las leyes conocidas de la física son diferentes entre la materia atómica y de tamaño de béisbol. La humanidad aún no ha descubierto los principios universales necesarios para predecir con precisión la respuesta que está buscando.

Answer 7

Si el tamaño de los protones es el mismo que el de los protones actuales, estamos viendo miles de millones de protones, y el número atómico sería correspondientemente grande.