Die Elektronen im Atom gehen tatsächlich zum Kern. Tatsächlich neigen Elektronen in s-Zuständen dazu, am Kern ihren Höhepunkt zu erreichen. Elektronen sind keine kleinen Kugeln, die aufgrund elektrostatischer Anziehung in den Kern fallen können.
Elektronen sind vielmehr quantisierte Wellenfunktionen, die sich durch den Raum ausbreiten und manchmal begrenzt als Teilchen wirken können. Ein Elektron in einem Atom breitet sich entsprechend seiner Energie aus. Die Zustände mit mehr Energie sind stärker gestreut. Alle elektronischen Zustände überlappen sich mit dem Kern, so dass das Konzept des "fallens" oder "eintretens" eines Elektrons in den Kern keinen Sinn ergibt. Elektronen befinden sich immer teilweise im Kern.
Wenn es die Frage stellen sollte: "Warum sind Elektronen in einem Atom nicht im Kern lokalisiert?" dann lautet die Antwort immer noch "sie tun es". Elektronen können im Kern lokalisiert werden, dies erfordert jedoch eine Wechselwirkung. Dieser Vorgang wird als "Elektroneneinfang" bezeichnet und ist ein wichtiger Modus des radioaktiven Zerfalls.
Wenn ein Elektron eingefangen wird, wird es von einem Proton im Kern absorbiert und wandelt das Proton in ein Neutron um. Ein Elektron beginnt als normales atomares Elektron, dessen Wellenfunktion sich durch das Atom ausbreitet und sich mit dem Kern überlappt.
Im Laufe der Zeit reagiert das Elektron durch seinen überlappenden Teil mit dem Proton, kollabiert zu einem Punkt im Kern und verschwindet, wenn es Teil eines neuen Neutrons wird. Da das Atom jetzt ein Proton weniger hat, ist der Elektroneneinfang eine Art radioaktiver Zerfall, bei dem ein Element in ein anderes übergeht.
Wenn es die Frage stellen sollte: "Warum kommt es selten zur Lokalisierung von Elektronen im Kern?", dann lautet die Antwort: Um das Elektron dort vollständig zu lokalisieren, ist eine Wechselwirkung im Kern erforderlich, und das Elektron hat oft nichts zu tun mit ... interagieren.
Ein Elektron reagiert nur dann mit einem Proton im Kern, indem es ein Elektron einfängt, wenn sich zu viele Protonen im Kern befinden. Wenn zu viele Protonen vorhanden sind, sind einige der äußeren Protonen schwach gebunden und können leichter mit dem Elektron wechselwirken.
Aber die meisten Atome haben nicht zu viele Protonen, also hat das Elektron nichts, mit dem es interagieren kann. Als Ergebnis bleibt jedes Elektron in einem stabilen Atom in seiner erweiterten Wellenfunktionsform.
Jedes Elektron „fließt“ weiter nach innen, außen und um den Kern herum und findet nichts im Kern, mit dem es interagieren könnte, was es im Kern zerstören würde. Das ist auch gut so, denn wenn der Elektroneneinfang häufiger wäre, wäre die Materie nicht stabil, sondern würde zu einer Handvoll Kerne kollabieren.
2021-06-06 11:39:02
Autor: Vitalii Babkin