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?
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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.