¿Por qué los electrones no caen en el núcleo de un átomo?

¿Por qué los electrones no caen en el núcleo de un átomo? Muchos científicos intentaron responder la misma pregunta que usted hizo hoy. Utilicé la palabra intentada porque cuando a alguien se le ocurre una teoría en física, es posible que no muestre todos los hechos experimentales ( todas las teorías provienen de observaciones experimentales ) pero satisface la mayoría de ellos.

Como todos sabemos, los electrones son las partículas subatómicas que se encuentran fuera del núcleo. Ahora veamos algunas teorías que intentaron encontrar una solución para esta pregunta. En el modelo de Bohr, el físico dijo por qué los electrones no caen en el núcleo. Niels Bohr en su modelo dijo que los electrones solo pueden orbitar de manera estable, sin irradiar, en ciertas órbitas (llamadas por Bohr las "órbitas estacionarias" ) a un cierto conjunto de distancias discretas del núcleo. Estas órbitas están asociadas con energías definidas y también se llaman cáscaras de energía o niveles de energía. En estas órbitas, la aceleración del electrón no da como resultado radiación y pérdida de energía como lo requiere la electromagnética clásica. En la década de 1920, se hizo evidente que un objeto diminuto como el electrón no puede tratarse como una partícula clásica que tiene una posición y velocidad definidas. Lo mejor que podemos hacer es especificar la probabilidad de que se manifieste en cualquier punto del espacio. Como saben, la energía potencial de un electrón se vuelve más negativa a medida que se mueve hacia el campo atractivo del núcleo; de hecho, se acerca al infinito negativo. Sin embargo, debido a que la energía total permanece constante (un átomo de hidrógeno, sentado pacíficamente por sí mismo, no perderá ni adquirirá energía), la pérdida de energía potencial se compensa por un aumento en la energía cinética del electrón (a veces referido en este contexto como energía de "confinamiento") que determina su momento y su velocidad efectiva. Así que a medida que el electrón se acerca al pequeño volumen de espacio ocupado por el núcleo, su energía potencial se inclina hacia el infinito y su energía cinética (momento y velocidad) se dispara hacia el infinito positivo. Esta "batalla de los infinitos" no puede ser ganada por ningún lado, por lo que se llega a un compromiso en el que la teoría nos dice que la caída de la energía potencial es solo el doble de la energía cinética y el electrón baila a una distancia promedio que corresponde al radio de Bohr. Todavía hay una cosa incorrecta con esta imagen; de acuerdo con el principio de Incertidumbre de Heisenberg , una partícula tan pequeña como el electrón no puede ser considerado como que tiene o bien una ubicación definida o impulso. El principio de Heisenberg dice que la ubicación o el momento de una partícula cuántica como el electrón se puede conocer con la precisión que se desee, pero a medida que una de estas cantidades se especifica con mayor precisión, el valor del otro se vuelve cada vez más indeterminado. Es importante entender que esto no es simplemente una cuestión de dificultad observacional, sino más bien una propiedad fundamental de la naturaleza. Lo que esto significa es que dentro de los pequeños confines del átomo, el electrón no puede ser realmente considerado como una "partícula" que tiene una energía y ubicación definida, por lo que es un tanto engañoso hablar de que el electrón "cae" en el núcleo. Leer también: Que pasará si los electrones de un átomo dejan de girar