Si los electrones no orbitan el átomo, ¿qué hacen? ¿Cómo se mueven?

Los electrones no orbitan el núcleo porque no hay bolas diminutas llamadas electrones . Superalo.

Tampoco las bolas iitsy-bitsy llamadas fotones o electrones vuelan por el espacio, ya que muchas preguntas en este foro suponen.

El material llamado electrón es una colección de números cuánticos: Giro, carga eléctrica, número de bosón, isospin, rango familiar, etc. Esto es lo que una “partícula” significa para los físicos.

La masa en reposo es el resultado de la interacción con el campo de Higgs, así que olvídate de la masa como una cantidad fundamental. Eso se ha ido, y nos quedan con números cuánticos discretos dados anteriormente.

Los números cuánticos para esta colección llamada electrón son particularmente estables. Dejado solo, el conjunto de colección de electrones no se descompondrá en otras colecciones de números cuánticos.

Acerca de un núcleo atómico, esta colección de números cuánticos tiene una densidad de probabilidad. Parece una nube que se vuelve más y más delgada a medida que el desplazamiento radial se hace más grande. La nube también puede tener algunas simetrías angulares como se ve en p-d-f-orbitales. La nube puede tener alguna estructura radial como en el orbital 2S.

Tampoco la colección de números cuánticos de electrones debe llamarse ondas .

Las colecciones de electrones y fotones de números cuánticos no son, en general, ondas. No están limitados a las ondas, limitados por una ecuación armónica. Son campos .

Una colección de números cuánticos, son llamados “partículas” por los físicos, en un esfuerzo exitoso y colectivo por parte de la comunidad de físicos para darme dolor personal intencionalmente en la comunidad de Quora.

[Me persiguen, lo juro. La cantidad de letra en negrita y cursiva que requiero en esta declaración es un testimonio del grado de persecución que tienen colectivamente y en consorte, nivelado sobre mi persona.]

Conjuntos particulares de números cuánticos tienen densidad de probabilidad idéntica sobre regiones del espacio. La densidad de probabilidad del giro electrónico es igual a la densidad de probabilidad de carga electrónica, por ejemplo. Es por eso que estas colecciones particulares de números cuánticos obtienen nombres especiales como Electron, Photon, Gluon, etc.

Si los electrones no orbitan el átomo, ¿qué hacen? ¿Cómo se mueven?

Como todas las preguntas más interesantes, esto tiene un sí y un no.

No, los electrones no se mueven, en el sentido de que las densidades de probabilidad de sus orbitales son estacionarias.

Sí, los electrones orbitan en el sentido de que su fase compleja * gira alrededor de la órbita.

Esto es exactamente análogo al caso de una onda de momento pura de Broglie: la densidad de probabilidad es la misma en todas partes, pero la velocidad de fase se mueve en la dirección del momento.

* la fase es la fase de la función de onda del electrón, que tiene un valor complejo.

Imagine una aspa del ventilador en movimiento. Cuando se mueve, ves a través de un desenfoque. Usted sabe que el aspa del ventilador está en ese desenfoque, pero no sabe exactamente dónde está hasta que lo detecta, digamos, metiendo un dedo en él. Como sucede en cualquier lugar y cada vez que introduces tu dedo en el ventilador, vas a pinchar la aspa del ventilador porque la probabilidad es tan alta que la aspa estará donde la pinches, cuando la pinches.

Ahora imagine una concha alrededor del núcleo de un átomo. En cualquier momento sabes que el electrón está en esa capa, pero no sabes exactamente dónde está en esa capa hasta que lo pinchas. Ahora, la probabilidad es tan alta que el electrón estará donde sea y cada vez que empujes, que empujarás el electrón donde sea y cuando golpees el caparazón.

Ahora aquí es donde entra en juego la rareza de la física cuántica. El electrón no tiene que moverse para estar donde sea que pinches el caparazón. Ya esta ahi. A los fines del cálculo, en opinión de los físicos, ese electrón ES la capa alrededor del núcleo.

Solíamos pensar que los electrones orbitaban alrededor del núcleo como planetas que orbitan alrededor del sol. Ahora los definimos como funciones de onda. No sabemos dónde están los electrones hasta que aparecen. Entonces usamos un sistema de probabilidad para definir el estado cuántico del sistema. Lo que todo esto significa es que usamos cientos de miles de pruebas y observaciones para llegar a una ecuación para descubrir cómo se comportan los electrones.