Biophysics

Vodík

Atóm vodíka — stavy 1s a 2p_z

Vodík je chemický prvok s jedným protónom v jadre. Neutrálny atóm vodíka, H, má jeden elektrón; zobrazený izotop nemá neutrón. Molekulový vodík, H2, tvoria dva viazané atómy vodíka. Vodíkový ión, H+, stratil elektrón; vo vode interaguje s okolitými molekulami vody.

Model zobrazuje stacionárny základný stav 1s a excitovaný stav 2pz izolovaného atómu vodíka. Plocha ohraničuje oblasť s 90 % pravdepodobnosťou polohy elektrónu; zvyšných 10 % leží mimo nej. Nie je to dráha elektrónu ani pevná hranica. Dva laloky stavu 2pz oddeľuje rovina s nulovou hustotou pravdepodobnosti.

V mitochondriách ATP syntáza využíva elektrochemický gradient protónov. Tieto protóny sú H+ vo vodnom prostredí, nie izolované neutrálne atómy ani atómové orbitály zobrazené v tomto modeli. John E. Walker, Nobelova prednáška

Definícia modelu a súbory

Analytický, nerelativistický model vodíka s pevným bodovým protónom a jedným elektrónom bez vonkajšieho poľa. Nezahŕňa spinové ani radiačné efekty. Stavy 1s a 2pz majú rovnakú fyzikálnu mierku a súradnice so stredom v protóne. Hustota pravdepodobnosti je stacionárna: zobrazenie nesimuluje prechod medzi stavmi ani dráhu elektrónu. Farba je ilustračná; oba laloky zobrazujú nezápornú hustotu pravdepodobnosti.

Hustoty sú ρ1s = exp(−2r)/π a ρ2p_z = z² exp(−r)/(32π), kde r a z sú v bohroch a ρ v bohr−3. Veličina r je vzdialenosť od protónu a z je súradnica pozdĺž osi orbitálu. Každá plocha ohraničuje oblasť ρ ≥ príslušný prah, ktorej pravdepodobnosť sa integruje na 0,9 v celom priestore; prah sa nenormalizuje na orezanú mriežku.

Vstupmi modelu sú vedecká definícia a záznam QCSchema. OpenUSD skladá vygenerovanú geometriu; interaktívne zobrazenie používa odvodené scény GLB. Úplný ZIP obsahuje vrstvy USD potrebné na zostavenie scény. Dĺžky sú v analytickej definícii v bohroch, v USD v ångströmoch a v GLB v metroch; jeden ångström je 10−10 m.