¿Qué pasaría si los protones estuvieran en capas y los electrones estuvieran en el núcleo?

Algunas variaciones pedantes sobre lo que se ha dicho. No creo que sea lo que tenía en mente cuando hizo la pregunta, pero hablaré brevemente de mis puntos. Usemos hidrógeno como nuestro estándar:

1. Algunos orbitales en hidrógeno ya tienen una densidad de probabilidad de electrones distinta de cero (por unidad de volumen) para estar dentro del núcleo. Por supuesto, no hay mucho volumen allí (por lo que la probabilidad de encontrarlo en algunos picos de radio en el radio de Bohr para un orbital 1S, por ejemplo), pero la probabilidad de encontrar el electrón en el protón ya no es cero.
2. Técnicamente, las órbitas del hidrógeno no son las capas de electrones, sino más bien las capas de electrones y protones alrededor de un centro de masa común. Entonces, en cierto sentido, los protones ya están en capas. Sucede que el centro de masa está básicamente dentro del protón, por lo que puede considerarse fijo en el centro del marco de masa. Sin embargo, se pueden hacer pequeñas correcciones a los depósitos basándose en la contribución del protón a la dinámica.
3. Un último comentario tiene que ver con la desintegración beta nuclear. Esto es básicamente cuando un neutrón se desintegra en un protón, un electrón y un antineutrino de electrones. Si esto ocurre dentro de un núcleo (en lugar de un neutrón libre), el electrón está dentro del núcleo durante una pequeña parte de su trayectoria. El comportamiento exacto del electrón será modificado por una corrección de Coulomb a medida que sale, pero la energía cinética del electrón suele ser lo suficientemente alta como para no afectar realmente las cosas.

En un sentido que probablemente podría hacerse riguroso, el núcleo ya ocupa un caparazón.

Un caparazón describe un estado de energía. Al aumentar la energía, aumenta su tamaño relativo, pero los electrones no se limitan a la superficie de una esfera imaginaria, a menos que regrese a la mecánica cuántica antigua.

En un sistema enlazado, como decía Ronnie Biggs, la energía cinética tiende a ser igualmente compartida entre las partículas. Los electrones son unas 900 veces más ligeros que un protón, por lo que los electrones son mucho más activos y tienden a estar más lejos del centro de masa.

El núcleo, siendo mucho más masivo, ocupaba un volumen de caparazón mucho más pequeño.

Entonces no serían electrones o protones como tal disposición físicamente imposible. Por ejemplo, el principio de incertidumbre prohíbe que el electrón quede confinado en un volumen tan pequeño como un núcleo atómico. El electrón tampoco siente la fuerza fuerte, que es lo que retiene protones y neutrones en la red. Además, los electrones son fermiones con espín entero medio. En contraste, los protones son bosones (con espín entero) y se comportarían de manera completamente diferente a los electrones y no podrían sentarse en capas alrededor de un núcleo a la manera de los electrones.

Lo más cercano que puede llegar a su modelo son átomos de antimateria con antiprotones cargados negativamente en el núcleo con capas de positrones con carga positiva. Los átomos de este tipo se han creado por cortos períodos.

Por supuesto, usted es completamente libre de redefinir las propiedades fundamentales de los protones y electrones de modo que puedan revertir los roles en el átomo, pero lo que describiría sería las leyes físicas de un universo completamente diferente con diferentes propiedades. (O, más simplemente, podría cambiar el nombre de las partículas).

Las otras respuestas son correctas. Pero si está interesado en la idea de que los protones se encuentren en “capas” como los electrones, entonces debe buscar el modelo de capa para el núcleo; es una teoría que sorprendentemente predice varias características de los isótopos de los núcleos. Ver este artículo escrito por un Ga. Tech. compañero de escuela mío: http: //hyperphysics.phy-astr.gsu …

Tradicionalmente todo lo siguiente es válido. He visto algunas hojas de datos anti-hidrógeno o (-) H, Project Alpha, CERN, que indican que este intercambio cooperativo es posible cuando las matemáticas retroceden “. Nos inclinamos hacia The Dark Processes, que estamos tristes, pero felices. , solo sé intentar entender.
Una cosa es CERNtain …. La racionalidad de masa tradicional, cuando ocurre la inversión de la carga de partículas, como se aplica al hidrógeno en este caso, está fuera de la ventana cuando se observa, o eso me han dicho. Guiño … Jason.

Esto no funcionaría por la siguiente razón: los protones y los neutrones se unen y forman núcleos a pesar del hecho de que todos los protones están cargados positivamente y se repelen entre sí debido a la fuerza electromagnética. Sin embargo, a distancias tan pequeñas, la fuerza fuerte se vuelve más fuerte que la fuerza electromagnética y hace que los protones y los neutrones se unan.

Sin embargo, los electrones no experimentan la fuerza fuerte, por lo que no se mantendrían unidos como núcleo. El ‘núcleo’ más grande que podría obtener es un solo electrón con un protón ‘orbitando’, pero eso es esencialmente lo mismo que el electrón que orbita al protón.

El núcleo de un átomo ya orbita alrededor de sus electrones, tal como el Sol orbita alrededor de los planetas. Como dijo Newton, cada acción tiene una reacción opuesta e igual. La fuerza atractiva del sol hacia la tierra es la misma cantidad de fuerza que la de la tierra hacia el sol. F = ma, entonces la tierra es mucho más ligera que el sol, esa fuerza acelera la tierra mucho más que el sol. La relación de sus aceleraciones es masa de tierra / masa de sol. Se podría decir que ambos orbitan alrededor de un centro de masa. Como el sol es mucho más pesado que la tierra, este centro de órbita se encuentra dentro de la suma.

Si los protones estaban en capas y los electrones estaban en el núcleo:

Los protones, que son 8,000 veces más pesados ​​que los electrones, acelerarían 8,000 veces menos por la fuerza de atracción mutua entre ellos, y por lo tanto su “órbita” en su “capa” sería pequeña, mientras que la “órbita” de los electrones en el “núcleo” “Sería mucho más grande y más rápido.

En general, tendrías la apariencia bastante hacia atrás del “núcleo” que orbita alrededor del “caparazón”.

Se parecería mucho a esto:

Excepto que donde dice “Núcleo”, en cambio, diría “Shell”.

los electrones tienen la menor masa (1836 veces menos), no es posible hacer girar una partícula más pesada alrededor de una más ligera.

supongamos que sus masas intercambian y luego macroscópicamente nuestra conversación como para la corriente se revertirá

Desde una perspectiva diferente, estaríamos en un universo completamente nuevo con diferentes constantes, propiedades y familias de partículas: los electrones y los protones aún estarían allí por la suposición que estamos haciendo. Sin embargo, es difícil crear un universo así en nuestras mentes …

Eso sería como preguntar qué pasaría si el sol orbitara la tierra. El problema es que los protones tienen la masa y los electrones son casi sin masa. Entonces los electrones siempre orbitarán en los protones.

Lo más parecido a lo que está buscando es un átomo de antimateria, donde el “protón” es un muón cargado negativamente, y el “electrón” es un positrón cargado positivamente.

La consecuencia sería inimaginable. Todas las consecuencias de la estructura del átomo (tal como es) e incluso la estructura misma, tomaron años (alrededor de medio siglo) para que las mentes más brillantes descubrieran.

Supongo que la química tal como la conocemos sería imposible, con la misma energía disponible, los orbitales de un protón serían mucho (mucho) más pequeños …

Estoy de acuerdo con las respuestas anteriores. Muerte por átomos. PERO…

Creo que una pregunta más interesante es qué pasa si cambias los electrones con los leptones más pesados, como muones o tau. Si de alguna manera ignoramos el problema del problema de la vida media y la escasez y nos limitamos a las preguntas sobre el efecto del aumento de masa en los leptones de carga negativa. ¿Cómo afectaría eso la estructura de la materia y la estructura e interacciones químicas?

Tal estructura es imposible, en todos los sentidos físicos. Nunca podría surgir de forma natural, porque la probabilidad de que ocurra es tan cercana a cero como podría ser.

Si este arreglo pudiera producirse artificialmente, sería casi tan inestable como podría llegar a ser, e instantáneamente se desmoronaría. Sería tan instantáneo, que nunca podrías estar seguro de que alguna vez existió, en primer lugar. Tal experimento sería inútil, de todos modos, ya que su resultado es tan seguro como podría llegar a ser.