¿Por qué el electrón gira alrededor del átomo?

Por primera vez los electrones no revolucionan los átomos. El físico danés Niels Bohr sugirió el modelo de átomos establecido con un núcleo central hecho de protones estrechamente unidos entre sí que portaban cargas positivas y electrones cargados negativamente, en 1913 con el objetivo de cumplir con las características detectables comprobadas de los átomos. que son:

  • incrustación de cargas positivas y negativas dentro de una estructura independiente;
  • neutralidad eléctrica: número de partículas elementales positivas exactamente iguales a las negativas para que el balance de carga eléctrica sea solo cero;
  • equilibrio dinámico: las cargas positivas y negativas se atraen entre sí ¿por qué los electrones no se precipitan en el núcleo?

Todas esas características habían sido comprobadas durante muchos años de investigaciones experimentales anteriores, y se inspiró en la estructura ya conocida de nuestro sistema solar, de hecho, el modelo de Bohr a menudo se conoce como el modelo planetario del átomo: el electrón no caer en el núcleo porque se ejecuta en equilibrio dinámico entre la fuerza de atracción culombiana hacia el núcleo y la fuerza centrífuga relacionada con su movimiento circular. Sin embargo, necesitaba establecer algunas hipótesis básicas, que eran completamente postulados, para que fuera sostenible, estas hipótesis mezclaron por primera vez el concepto relativamente nuevo de cuántica en la estructura de un átomo que básicamente se basaba en conceptos de mecánica clásica; necesitaba hacerlo porque las leyes de electromagnetismo, que experimentan los electrones, pronosticaron que los electrones en órbitas circulares perderían su energía rápidamente chocando con el núcleo, exactamente lo contrario de las observaciones experimentales: todos los átomos mantienen sus electrones bien unidos a su núcleo pero los electrones no ”. No caen en él, aunque los átomos son estructuras estables muy estables .

El modelo planetario del átomo de Niels Bohr tiene una gran importancia histórica en Física porque, por primera vez, había indicado el camino correcto, la estructura de ese átomo experimentó el nuevo concepto desconcertante de cuántica y, a pesar de su simplicidad conceptual, obtuvo una inesperada aceptación exitosa. con muchos resultados experimentales esperando la iluminación.

La descripción de la estructura del átomo necesita una matemática bastante difícil, pero el modelo de átomo aceptado ha sido durante varios años no un modelo de electrones que giran el núcleo.

Simplemente porque es muy ligero. Es posible detenerlo y colocar el núcleo a muy baja temperatura.

El movimiento de electrones es muy aleatorio; es empujado por la basura espacial (quarks, neutrinos y partículas desconocidas pero subatómicas [pueden ser materia oscura]) y también por campos eléctricos y magnéticos de los átomos circundantes. Todo bajo el sol también tiene bombardeos con fotones.

Por lo tanto, el electrón no quiere, se lo obliga a hacerlo.

El movimiento de electrones es limitado (tiene límites) llamados orbitales. Aunque puede moverse en cualquier dirección, el giro generalmente no cambia.

Orbital tiene carga de un electrón (es una nube de electrones). Hay muchas teorías que intentan describir orbitales. Algunos dicen que los campos positivos del núcleo tienen una carga que no es esférica e incluso tiene formas de orbitales (debido a la naturaleza ondulatoria); entonces el electrón simplemente gira alrededor del cable virtual con carga positiva. Otro dicho dice que hay perturbaciones espaciales hechas por el núcleo (bandas espaciales) y hay “bolsas” (nuevamente con la naturaleza de la onda) que el electrón no puede atravesar. La tercera clase de teorías se basa en el hecho de que el electrón en movimiento mismo perturba el espacio e induce ondas electromagnéticas que dan forma al orbital.

Hay una pregunta aún más grande para el movimiento de electrones: ¿por qué pasan por un túnel covalente en lugar de quedarse alrededor de un átomo en una molécula de múltiples átomos?

Odio no estar de acuerdo con nadie, pero la respuesta existente no está actualizada en 100 años. El modelo de Bohr fue un intento de la física clásica para explicar cómo las dos cargas atractivas podían mantenerse separadas. El modelo del planeta sol parecía ideal. Aquí se evitaría que el electrón negativo fuera atraído hacia el núcleo positivo por la fuerza centrífuga creada en oposición a la aceleración centrípeta. El problema era que cualquier partícula cargada que se acelera pierde energía por radiación y, por lo tanto, el electrón se ralentizaría y colapsaría en el núcleo. Ningún átomo podría existir en este caso. La física cuántica vino al rescate y ahora vemos el átomo como un núcleo rodeado de zonas de probabilidad. El electrón no es una partícula cuando está unido al átomo. Es más un campo de existencia. Irwin Schrödinger calculó las ecuaciones de onda y nos dio las formas de estos campos de probabilidad que varían de esferas simples a una con forma de rosquilla y bate de béisbol. Es interesante cómo estos viejos modelos siguen siendo los que la mayoría de la gente reconoce.

Debido a que el núcleo está cargado positivamente y los electrones están cargados negativamente, existe una fuerza de atracción entre el núcleo y el electrón. Ahora debes preguntarte por qué el electrón no cae dentro del átomo, es porque está girando.

La rotación crea una seudo fuerza, una fuerza centrífuga, que se aleja del núcleo, esta fuerza es igual a la fuerza de atracción entre el núcleo y el electrón.

Para entenderlo mejor, prueba este experimento, ata una pelota a una cuerda ahora comienza a girar mientras la sostienes, verás que la cuerda tomará una orientación casi horizontal, incluso si tiras de la cuerda, la pelota se mantendrá alejada de usted debido a la fuerza centrífuga.

Si eres lo suficientemente rápido, puedes invertir un balde lleno de agua sin que caiga agua si el balde gira en un plano horizontal.

Debido a la misma fuerza centrífuga, la luna gira a nuestro alrededor.

En realidad, los electrones no giran alrededor del núcleo, sino que hay regiones alrededor del núcleo donde la probabilidad de encontrar electrones es mayor. Sabemos que los electrones están presentes en órbitas alrededor del núcleo que se dividen en orbitales, a saber, s, p, d, f. Cada uno de estos orbitales tiene una determinada forma diferente a la de los demás. Estos orbitales son como nubes de electrones.

Los electrones giran alrededor del * núcleo * ya que la fuerza centrífuga del electrón giratorio equilibra exactamente la fuerza de atracción del núcleo. De la misma manera que la tierra gira alrededor del sol o la luna gira alrededor de la tierra.

El electrón no gira alrededor de un átomo, el electrón gira alrededor del núcleo. El electrón es una parte importante del átomo.
Cada protón tiene una carga positiva, por lo que atrae un electrón negativo. La longitud de onda del electrón es mayor que el radio del protón, por lo que el electrón no puede colisionar ni fusionarse con el protón. La presión o la velocidad pueden cambiar la longitud de onda del electrón.

Pregunta complicada: el electrón para la física clásica es una partícula que gira alrededor del núcleo, pero para la física cuántica el electrón es una onda de materia que gira en un nivel de energía orbital a cierta distancia del núcleo. La fuerza en consideración es la fuerza electromagnética (pero debería escribir el campo electromagnético) que mantiene unida la carga negativa del electrón con la carga positiva del núcleo del átomo. La física atómica es muy difícil de imaginar.