Todas las reacciones químicas se explican por la interacción electromagnética, junto con la naturaleza mecánica cuántica del electrón. Este último se vuelve un poco intuitivo, por lo que debe suspender sus ideas preconcebidas.
Para fines químicos, el núcleo del átomo puede considerarse como un objeto muy pequeño con carga positiva. Su tamaño es insignificante y el hecho de que esté formado por protones y neutrones es irrelevante para la química. El electrón tiene carga negativa y es atraído hacia el núcleo porque se atraen cargas opuestas. Hasta aquí todo bien.
Pero el electrón no es una masa puntual, una especie de guisante diminuto. Es una función de probabilidad mecánica cuántica que se expresa como una onda, y esa onda, incluso en su forma más pequeña, es mucho más grande que el núcleo. Por lo tanto, trata de acercarse lo más posible al núcleo. Lo que termina formando una especie de onda estacionaria alrededor del núcleo.
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Y luego aparece un segundo extraño efecto de QM, el Principio de Exclusión de Pauli. Solo dos electrones pueden ocupar cada posible onda estacionaria alrededor del núcleo (una vuelta hacia arriba y otra hacia abajo, lo que no dice mucho). Entonces, una vez que dos electrones han ocupado el nivel de energía más bajo y más cercano, otros deben ir a niveles más altos.
Y cuando un núcleo tiene casi tantos electrones como su carga positiva, los últimos electrones tienen que salir bastante del núcleo y no están muy bien unidos a él. Y, por otro lado, dado que las energías son bajas, un electrón de otro lugar puede entrar y sentarse en uno de los niveles de energía más altos por un tiempo. Pero tal intercambio de electrones crea fuerzas que unen a los átomos de varias maneras y con diversas energías.
Y la química tiene que ver con estos electrones externos que se intercambian entre átomos y en el proceso que los une en moléculas. Entonces, es la fuerza electromagnética, una de las cuatro fuerzas fundamentales, que actúa sobre partículas cuánticamente definidas mecánicamente, lo que crea el mundo químico que domina nuestro entorno.
