¿Por qué la materia reacciona con otra materia?

Como probablemente sepa, los átomos consisten en un núcleo que contiene protones y neutrones, y están rodeados por uno o más electrones. Cada protón tiene una carga de +1 y cada electrón tiene una carga de -1. En un átomo de carbono, hay 6 protones y 6 electrones (y algunos neutrones).

Esto suena agradable y estable, ya que los 6 protones y los 6 electrones dejan un átomo de carbono con una carga neta cero. Y es estable, más o menos. Los protones en el núcleo atraen a los electrones que lo rodean, y todo parece estar bien. Qué puede salir mal’?

Debido a las cosas de la mecánica cuántica en las que no entraré, los electrones orbitan en capas alrededor del núcleo. Por ejemplo, un átomo de sodio tiene 11 protones en su núcleo y 11 electrones en órbita. Dos de esos electrones están en la capa más interna; 10 están en la segunda capa, y el último electrón está en la capa externa. Este último electrón, al estar relativamente lejos del núcleo, no es retenido muy fuertemente por el núcleo de sodio.

Ahora considere un átomo de cloro. Sus electrones también están en 3 capas, pero su núcleo tiene 17 protones, y su capa externa tiene 7 electrones. Por razones de mecánica cuántica, tiene ‘espacio’ para 1 electrón más en su capa externa.

Entonces, si un átomo de sodio choca con un átomo de cloro, el núcleo de cloro tiene una atracción más fuerte sobre el electrón externo de sodio que el núcleo de sodio. Entonces ese electrón se transferirá al átomo de cloro. Esto formará un compuesto conocido como cloruro de sodio, sal común.

Respuesta rápida:

La fuerza electromagetica. Los cargos del mismo tipo se repelen, los cargos de los tipos opuestos se atraen. La materia está compuesta de átomos, que tienen una capa de electrones que terminan repeler a otros electrones.

¿Como qué? Bueno, puedes seguir empujando la pregunta más adelante. Las cargas del mismo tipo se repelen porque el campo electromagnético hace la menor cantidad de acción de esa manera. ¿Por qué es así? Debido a que los fotones que median la fuerza electromagnética pueden transferir el impulso de un lugar a otro. ¿Por qué es así? Porque la teoría del campo cuántico lo dice, y eso es lo que tenemos que explicar la naturaleza.

La física no es una ciencia que analiza “por qué”. Para la mayoría de los exámenes, esto es solicitado por filosofía y / o teología.

La física pregunta “cómo” suceden las cosas. ¿Qué procesos están involucrados? ¿Cómo podemos describir esos procesos para poder predecir resultados futuros? ¿Qué leyes fundamentales hay detrás de esos procesos? ¿Y cómo llegaron a existir esas leyes en nuestro universo?

Pero “por qué”, es un examen de propósito o motivo. La física no tiene las herramientas para examinar eso.

es posible que esté utilizando el inglés libremente y que realmente signifique “cómo” en lugar de “por qué”. Eso es común en el inglés hablado. Pero las dos palabras tienen significados distintos y dichos significados distintos son muy relevantes cuando se habla de lo que las ciencias pueden descubrir.