¿Qué prueba que un electrón siempre se encuentra fuera del núcleo?

Harris y McClennen dieron respuestas que son técnicamente correctas, pero creo que pierden el punto. Claro, la función de onda da una probabilidad distinta de cero de que el electrón se encuentre en el núcleo, pero no puede permanecer allí.

¿Por qué? Porque ya en los años 30, los físicos se dieron cuenta de que había varias razones por las que no puede haber electrones en el núcleo.

La primera fue: porque entonces el giro del núcleo, si solo hubiera protones y electrones allí, estaría todo mal, no coincidirían con el experimento de muchos elementos, como el nitrógeno.

Pero hay otra razón más fundamental: aunque los orbitales no son órbitas, por ejemplo, no forman trayectorias, todavía hay algunos principios derivados de las órbitas que aún se aplican, como la conservación de la energía y el momento angular: el electrón también tiene forma Mucha energía y momento angular para permanecer en el núcleo. Es decir, así como todos los planetas alrededor del Sol ocupan órbitas con energías definidas, y se necesita un gran gasto de energía para hacer que Júpiter se estrelle contra el Sol, los electrones tienen demasiada energía para chocar contra el núcleo; algo tendría que gastar energía para reducir la energía del electrón, y sería un gasto grande. ¿De dónde vendría todo?

Pero hay una razón aún más fundamental: el Principio de incertidumbre de Heisenberg: si intenta confinar un electrón con su alto momento y baja masa en un área pequeña, la pequeña variación permitida en la distancia por la variación del momento debe ser mayor que la mitad de h barra, por lo que esto significa que la variación en el impulso se dispara a valores ridículamente altos, valores que deberían ser fáciles de observar, pero que nunca se han observado. Un impulso tan alto debería resultar en un escape del núcleo de todos modos.

No es asi. Si observa la ubicación promedio de un electrón, casi siempre está fuera del núcleo. No lo he calculado, pero espero que sea más del 99% del tiempo. Eso no es lo mismo que “siempre” y es, por ejemplo, una de las razones por las que puede ocurrir la “captura de electrones”.

No lo hace. La función de onda que describe un electrón en un orbital atómico da una probabilidad distinta de cero de que se encuentre dentro del núcleo.

Contrario. Los electrones ya están en el núcleo (por encima de los átomos de hidrógeno). Los neutrones son protones con algunas cargas adicionales (es decir, electrones, etc.). Los neutrones contienen componentes electrónicos, por lo tanto, su respuesta.

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