¿Por qué los electrones no se caen hacia el núcleo?

Los electrones tienen la velocidad justa y necesaria para mantenerse en órbita y para no caer en el núcleo, tal como ocurre con la Luna con respecto a la Tierra. Los protones no se repelen entre sí porque existe una fuerza nuclear que está relacionada con los neutrones.

Esencialmente debido a el Principio de Incertidumbre Heisenberg. Es imposible saber la velocidad (o exactamente momento) y la posición de un electrón (o cualquier partícula) simultáneamente. Esto es debido a la naturaleza dual de la materia, la cual es una onda y una partícula a la misma vez.

c) ¿Por qué los electrones no pueden estar quietos y giran alrededor del núcleo? RTA: Porque si no lo hicieran se colapsarían en el núcleo atómico, al ser atraídos por los protones del átomo debido a la fuerza electromagnética.

Para que exista corriente eléctrica, los electrones más alejados del núcleo del átomo de un material, tendrán que desligarse y circular libremente entre los átomos de dicho cuerpo.

La carga negativa de los electrones hace que sean atraidos por el núcleo, donde se encuentra la carga positiva. El único modo de vencer esta atracción es estar en continuo movimiento alrededor del núcleo, que atrae a los electrones hacia el centro.

Los electrones se repelen entre ellos por interacción electromagnética, no tienen que chocar entre sí para acabar separándose, eso sucede sin que siquiera haya un solapamiento significativo de ambas concetraciones de cargas.

Se puede decir que la fuerza nuclear fuerte es el pegamento que mantiene unidos los núcleos de los átomos , pero esta fuerza tiene una peculiaridad: su rango de acción es muy pequeño y a mayores escalas es superada por las otras interacciones.

El modelo atómico de Bohr​ es un modelo clásico del átomo, pero fue el primer modelo atómico en el que se propone que los electrones sólo podían ocupar órbitas específicas, llamadas órbitas estables.

En 1913 Niels Bohr postula que los electrones giran a grandes velocidades alrededor del núcleo atómico. Los electrones se disponen en diversas órbitas circulares, las cuales determinan diferentes niveles de energía. El electrón puede acceder a un nivel de energía superior, para lo cual necesita "absorber" energía.

El físico danés Niels Bohr realizó una serie de estudios de los que dedujo que los electrones de la corteza giran alrededor del núcleo describiendo sólo determinadas órbitas circulares.

Dos átomos, cuando se encuentran distante, no interaccionan entre sí, pero conforme se van aproximando aparece una atracción entre el núcleo de un átomo y los electrones del otro.

La fuerza de atracción que mantiene unido el núcleo es la fuerza nuclear fuerte. (La fuerza fuerte es una de las cuatro fuerzas fundamentales que se conocen. Las otras son: la fuerza electromagnética, la fuerza gravitatoria y la fuerza nuclear débil).

ÁTOMOS ESTABLES E INESTABLES: Se llama átomo estable al que tiene completa de electrones su última órbita o al menos dispone en ella de ocho electrones.

Los protones con carga positiva atraen dos electrones negativos. Lo cierto es que los electrones se repelen y en cambio electrones y protones se atraen.

¿Por qué no se colapsan los átomos? El átomo es estable cuando la energía total es menor que la del núcleo y electrón separados. Existe un mínimo de energía a la distancia de equilibrio núcleo-electrón.

La fuerza eléctrica entre el núcleo y los electrones es atractiva como la fuerza gravitatoria (en el caso del átomo la fuerza gravitatoria es mucho más débil que la fuerza eléctrica, y es irrelevante), pero un modelo como el de Rutherford no puede explicar la estabilidad del átomo porque cualquier carga eléctrica ...

Pérdida o ganancia de electrones

Estos átomos se llaman iones. Cuando un átomo pierde uno o diversos electrones queda cargado positivamente y recibe el nombre de catión. Si un átomo gana uno o varios electrones queda cargado negativamente, recibiendo el nombre de anión.

Si un átomo tiene más o menos electrones que protones, entonces tiene una carga global negativa o positiva, respectivamente, y se denomina ion (anión si es negativa y catión si es positiva). Los electrones de un átomo son atraídos por los protones en un núcleo atómico por la fuerza electromagnética.

Si gana un electrón (teniendo así más electrones que protones) se convierte en un ion con carga negativa o anión. Si ocurre lo contrario y el átomo pierde un electrón, se convierte en un ion con carga positiva o catión.

¿Qué pasa si los electrones caen al núcleo atómico? Pues no pasa nada, técnicamente la probabilidad de encontrar un electrón en la región del núcleo para un orbital s (estado cuántico con ), no es cero. De hecho para esos estados la máxima densidad de probabilidad se alcanza sobre el núcleo.

Esto es posible porque los protones (¡tampoco los neutrones!) no son partículas elementales: están compuestos por otras partículas a las que hemos llamado quarks. Estos quarks se mantienen unidos a través de la acción de los así llamados gluones (del inglés “glue”, que significa pegamento).

Dado que las cargas eléctricas iguales se repelen, igual que los polos magnéticos de igual signo de dos imanes, los protones sienten repulsión electrostática, pero se mantienen unidos por la existencia de una fuerza más potente, denominada nuclear fuerte.

El electrón puede ganar la energía que necesita absorbiendo luz. Si el electrón salta del segundo nivel al primer nivel de energía, el debe deshacerse de parte de su energía emitiendo luz. El átomo absorbe o emite luz en paquetes discretos llamados fotones, y cada fotón tiene una energía definida.

EL ÁTOMO DE BOHR

Adoptando el modelo de Rutherford, Bohr propuso para el átomo de hidrógeno, un núcleo formado por una partícula positiva, y girando alrededor de ella, un electrón. Este es el modelo planetario donde el núcleo es el sol y los electrones los planetas.

De acuerdo con el modelo atómico de Bohr, los electrones (partículas subatómicas con carga negativa) giran alrededor del núcleo en trayectorias denominadas órbitas. La mayor parte de la masa del átomo está concentrada en el núcleo, ya que la masa de los electrones es muy pequeña.

Existen siete órbitas o niveles de energía en donde pueden situarse los electrones. Estas órbitas o niveles de energía están numeradas del 1, que es la órbita que se encuentra más cercana al núcleo, al 7, que es la órbita más lejana al núcleo.

Modelo de un átomo de Rutherford. Propuso un núcleo con protones (negro en el centro) y con electrones (en rojo) girando alrededor de este.