¿Puede existir un electrón en el núcleo?

P: ¿Puede existir un electrón en el núcleo?

Para obtener una respuesta, me gustaría reformular un poco la pregunta.

P: ¿Hay una probabilidad distinta de cero de encontrar un electrón dentro del núcleo?

La respuesta a esto es sí. Cuando observa las funciones de onda de los electrones atómicos, de hecho, la probabilidad de que ninguno de los electrones se encuentre en la ubicación del núcleo es cero. Se ha señalado que en otras respuestas la probabilidad es más alta para los electrones internos en una capa S (con momento angular orbital L = 0). Sin embargo, debido a que el núcleo tiene un tamaño finito, ninguno de los orbitales tiene una probabilidad cero.

Por otra parte,

P: ¿Pueden existir electrones en un estado unido dentro del núcleo?

Aquí la respuesta es no debido al principio de incertidumbre de Heisenbergs. Cuando aplicas esto al impulso del electrón, encuentras

[matemáticas] ΔpΔx≥ℏ [/ matemáticas]

y usando los valores experimentales del radio nuclear [matemática] ≈5.10 ^ {- 15} m [/ matemática]

para un núcleo de tamaño mediano (es aproximadamente entre 1,75 fm para hidrógeno y 15 fm para uranio, y el valor numérico de [matemática] ℏ = 1,054.10 ^ {- 34} Js [/ matemática] resulta que la energía del El electrón (conversión del momento utilizando la ecuación básica relativista [matemática] E ^ 2 = p ^ 2c ^ 2 + m ^ 2c ^ 4 [/ matemática]) es de aproximadamente 40 MeV.

Este último es mucho más grande que la energía de enlace disponible, por lo que los electrones no pueden existir, es un estado unido dentro del núcleo.

El hecho de que los núcleos radiactivos puedan emitir electrones no prueba que existan dentro del núcleo, sino simplemente que pueden crearse.

Los electrones se describen mediante una función de onda [math] \ phi [/ math]. La probabilidad de que un electrón esté en una región viene dada por [math] \ int_R | \ phi | ^ 2 dV [/ math] donde R es la región de interés. Todos los orbitales S tienen una probabilidad distinta de cero de estar en 0. Todos los demás orbitales tienen una probabilidad cero de estar en 0, pero aún así una probabilidad distinta de cero está ligeramente fuera de 0. El núcleo es tan pequeño que la probabilidad de encontrar un electrón en un núcleo también es muy pequeño para cualquier orbital, pero es significativamente más probable para un electrón S orbital.

Editar: para tener una idea de las probabilidades de encontrar un electrón en un núcleo para un átomo de hidrógeno, enumeraré algunas de las probabilidades

1S: 0.0091%

2s: 0.0032%

2P: 0.000000003%

3S: 0.0018%

Por supuesto: TODAS las partículas nucleares son simplemente compuestos de electrones positivos y negativos. Estos son reales, mientras que los quarks, etc., son solo símbolos matemáticos vacíos para financiar un donativo de $ 10 mil millones en el CERN.

Para más información, lea mi artículo “Critica Physica” en Academia.Edu.

No creo que el electrón pueda existir en el núcleo como un electrón. Los electrones tienen una frecuencia característica, que es muchos órdenes de magnitud más baja que la frecuencia característica en el núcleo.

Absolutamente sí. ¡La razón más obvia es que los neutrones existen en los núcleos y pueden y cambian entre ser protones y ‘neutrones’ con la adición / sustracción de electrones constituyentes, más otros constituyentes y energía cinética! Por lo tanto, los neutrones son exactamente protones con esas partículas constituyentes adicionales, incluidos los electrones, unidos entre sí y en núcleos, según MC Physics.

Depende. No hay electrón en el núcleo de hidrógeno con un protón.

El neutrón tiene electrones adentro; Aunque no es una partícula activa en la estructura del átomo, la respuesta a su pregunta será “sí”.

No es un electrón que interactúa, sino un átomo con neutrones, ya que un sistema tiene electrones en el núcleo.

La pregunta está mal planteada. Un pertículo es la suma total de su función de onda, y para concentrar la función electrónica en un volumen nuclear de manera estable requiere una fuerza de escala nuclear. La fuerza de Coulomb no es lo suficientemente fuerte. La formación de un electrón a partir de un neutrón en el núcleo conduce a su expulsión inmediata como un paertjcle beta. La captura de K puede ocurrir, pero el electrón no sigue siendo un electrón.

No. Sería bastante malo si existiera en la superficie del núcleo. Ningún valor de energía para el electrón le permitiría estar en el núcleo. Y tal como dijo el Sr. Jatin Rajput, se ha demostrado teóricamente que un electrón no puede estar en un núcleo.