Si un átomo es 50,000 veces más grande que un protón o neutrón y los electrones no tienen masa, entonces, ¿qué constituye / llena la porción restante?

No todos los átomos son del mismo tamaño porque tienen diferentes números de capas de electrones. Si observa una tabla periódica, cada período representa una capa de electrones. Hay 7 períodos, por lo que los átomos más grandes tienen 7 capas de electrones y el tamaño atómico se reduce a lo largo del período.

Puede calcular el volumen del átomo usando [math] V = 4 \ pi r_ {B} ^ {2} [/ math] donde [math] r_ {B} [/ math] es el radio de Bohr. El diámetro de un protón es de aproximadamente [matemáticas] 10 ^ {- 15} [/ matemáticas] m conocido como femtometro. Entonces su volumen es aproximadamente [matemático] 10 ^ {- 46} m ^ 3 [/ matemático]. El diámetro de un átomo típico es del orden [matemático] 10 ^ {- 10} [/ matemático] dando un volumen del orden de [matemático] 10 ^ {- 30} [/ matemático]. Entonces, el átomo es [matemático] 10 ^ {15} [/ matemático] veces más grande que el protón / neutrón. No sé de dónde sacaste 50,000 veces, estás lejos.

Los electrones no son sin masa, sino que se consideran partículas puntuales; por lo tanto, su volumen es desconocido. Pero la relación de masa entre un electrón y un protón es que un protón es equivalente a 1840 electrones.

En cualquier caso, el átomo es principalmente un espacio vacío, es decir, un vacío. Sin embargo, los protones en el núcleo están cargados eléctricamente y tienen al menos campos eléctricos que penetrarían el espacio dentro del átomo. Del mismo modo, los electrones también están cargados eléctricamente y llenarán el volumen atómico con campos eléctricos. Debido a que los electrones se mueven alrededor del núcleo, generan campos magnéticos.

Entonces puedes decir que el volumen del átomo está lleno de campos electromagnéticos. Estos campos interactúan entre sí para formar los orbitales o conchas de electrones. Hay cargas negativas dentro del núcleo que evitan que los electrones de la capa entren en el núcleo.

Los electrones no tienen masa, pero sí, tanto a escala atómica como a escala astronómica, el universo está mayormente “vacío”, al menos desde la perspectiva newtoniana. Pero, ¿cuál es el tamaño de una “ola”? Toda la materia es también una ola. ¿Cuál es el tamaño de un campo? Toda la materia tiene / crea campos electromagnéticos y gravitacionales.

¿Cuál es el “tamaño” de Júpiter? Si pensamos en el borde de la atmósfera, entonces tenemos un tamaño que coincide aproximadamente con las fotos de los telescopios. Pero si medimos los campos a su alrededor, encontramos que su campo magnético casi llega a Marte y Saturno.

Entonces, las cosas son “más grandes” de lo que sugeriría un modelo newtoniano, pero aun así, aún concluimos que sí, la mayor parte del espacio está “vacío”.

Sí

¡Viva la 2%!

Puede estar pensando en el modelo de un átomo que se enseña en la escuela primaria. (¿Van con este mito porque la verdad es más difícil de enseñar?)

Vibraciones de una membrana circular – Wikipedia

Mira la bonita animación. Esta es la vibración de una cabeza de tambor golpeada fuera del centro. También es similar a cómo la onda de materia de un electrón agita alrededor del núcleo.

Este modo de vibración particular es similar a un P-orbital.

El volumen de un átomo está lleno de ondas de materia electrónica.

Los electrones tienen masa, pero no mucho. Llamamos a un volumen que no tiene nada con una masa significativa dentro de él “espacio”. La naturaleza del espacio aún es discutible. Probablemente está “lleno” con una espuma cuántica y puede tener una gran cantidad de neutrinos que lo atraviesan a la velocidad de la luz. Si el “campo” de las cargas eléctricas de los protones y electrones cuenta, el espacio entre los electrones externos y el núcleo se llena con eso.

Entonces, no, no es cierto que nuestro universo sea 98% nada. Es más como 99.9999% nada. Hay mucho espacio por ahí.