107 Bohrium: Kvantespring og kærlighed

Periodisk

Som 25-årig pakker Niels Bohr sin dugfriske doktorafhandling i rygsækken og sætter kursen mod det prestigefulde Cambridge University i England. Han er fuld af mod og store drømme - og selvom Cambridge i første omgang skuffer, så kommer han ganske snart til at gøre en banebrydende videnskabelig opdagelse.
-
Som du kan høre i afsnittet, så er Niels Bohrs atommodel både et videnskabeligt kvantespring og et af startskuddene til selve kvantefysikken. Men videnskaben er altså blevet lidt klogere på atomets faktiske opbygning i de 110 år, der er gået siden hans første artikler om emnet - ellers havde han havde nok også selv været lidt skuffet.
For atomet har ganske vist en kerne - men modsat Bohrs atommodel, så bevæger elektronerne sig altså ikke rundt om den i nydelige baner, som planeterne om solen. En elektronskal er nemlig ikke bare en elektronskal. Hvis vi kigger nærmere, så består hver skal af sub-skaller og orbitaler. Nogle af orbitalerne, de såkaldte S-orbitaler, er runde - som en fuldt oppustet ballon. Så er der P-orbitalerne, og de svarer til, at du har klemt ballonen sammen på midten - så buler den ud i to ender derfra. Og D-orbitaler ligner mest en oppustet firkløver.
Ordet “orbital” kan godt forvirre - for det plejer at handle om et kredsløb, som for eksempel netop månens faste vej rundt om jorden. Men elektroner er altså meget mere uregerlige end planeter. Det giver mere mening at tænke på orbitalerne som en slags usynlige zoner, der buler ud fra atomets kerne.
For selvom vi siger, at en elektron sidder i en bestemt skal eller orbital - så ved vi det faktisk ikke. Men skallerne og orbitalerne beskriver de steder, hvor der er højst sandsynlighed for at finde elektroner. Det svarer lidt til at vide, hvor en person bor, og hvor de arbejder eller går i skole. Det giver et godt fingerpeg om, hvor de befinder sig - men det fortæller ikke noget om, hvor de køber ind, lufter hund eller går i biffen.
Men selvom atomets udseende er mere indviklet end i Bohrs model, så er det altså stadig valenselektronerne, der befolker orbitalerne længst fra kernen, der har det højeste energi-niveau - og det er også stadig dem, der bestemmer de fleste af grundstoffets fysiske og kemiske egenskaber.
Du kan læse meget mere om elektronskaller, orbitaler og de forskellige kvantetal, der definerer dem, på siden her: https://chemed.chem.purdue.edu/genchem/topicreview/bp/ch6/quantum.html
Vil du vide mere om Niels Bohrs begivenhedsrige liv, kan du dykke ned i for eksempel den nyere biografi ‘Niels Bohr - det beskedne geni’ af Charlotte Koldbye fra 2022, eller ‘Niels Bohr’s Times: In Physics, Philosophy and Polity’ af Abraham Pais fra 1991.
Forholdet mellem Niels Bohr og Margrethe, og tiden omkring udviklingen af atommodellen foldes særligt ud i ‘Love, Literature and the Quantum Atom: Niels Bohr’s 1913 Trilogy Revisited’ af Finn Aaserud og J. L. Heilbron fra 2013, som blandt andet indeholder en lang række uddrag af breve.
Periodisk - er en RAKKERPAK original produceret af Rakkerpak Productions.
Historierne du hører bygger på journalistisk research og fakta. De kan indeholde fiktive elementer som for eksempel dialog.
Hvis du kan lide min fortælling, så husk at gå ind og abonnér, give en anmeldelse og fortæl dine venner om Periodisk.
Podcasten er blevet til med støtte fra Novo Nordisk Fonden. Hvis du vil vide mere kan du besøge vores website periodisk.dk
Afsnittet er skrevet og tilrettelagt af Maya Zachariassen.
Tor Arnbjørn og Dorte Palle er producere.
Jens Bjørn Troelsen står for lyddesign og mix
Simon Bennebjerg er vært.