Paras vastaus
Ilman protoneja emme olisi olemassa. Atomin ytimen protonit houkuttelevat vastaavan määrän elektroneja. Esimerkiksi 6 protonia ytimessä houkuttelee 6 elektronia. Tämä elektronien kokoonpano antaa jokaiselle elementille erilaiset merkit niiden kokoonpanossa. Kun kukin elektronien ulompi energiataso reagoi eri tavalla, meillä on uskomattomia reaktioyhdistelmiä. Kun protoniluku kasvaa, niin elektronit tekevät vastaavasti. Puolestaan kun ulompi energiataso menee kauemmaksi ytimestä, protonin vaikutus elektroniin heikkenee, mikä myös tekee jokaiselle elementille oman luonteensa. Myös silloin, kun protonien lukumäärä houkuttelee saman määrän elektroneja täydentämään ulkoista energiaa tasolla tämä tietty atomi muuttuu stabiiliksi tai inertiksi mihinkään muuhun elementtiin. Esim. 2 protonia houkuttelee 2 elektronia ja ulkoinen energiataso on täynnä, tämä on helium-elementti. Inertti kaasu, joka ei normaalissa tilanteessa reagoi minkään muun alkion kanssa. tekee työn, mutta protonit estävät elektronien menemisen hallinnan ulkopuolelle vaikuttamalla elektroneihin pysymään tietyissä rajoissa.
Vastaus
Ytimen koko on luokkaa 1 fermi – 10 fermiä eli 1–10 kertaa 10 ^ {- 15} m, ja elektronit ovat melko kevyitä verrattuna protoneihin tai neutroneihin: niiden massa on vain noin 1/1800 niin paljon. Joten ydintä voidaan kohdella ikään kuin se olisi kiinteä, kun kun otetaan huomioon sähköinen tila.
Tämä tarkoittaa, b y Heisenbergin epävarmuusperiaate, jonka mukaan ytimen kokoisen tilavuuden sisällä olevalla elektronilla on oltava neliön juurimomentti luokkaa 20–200 MeV / c, mikä tekisi elektronin kineettisen energian aivan liian korkeaksi sen vetovoima ytimen protoneihin sitoo sen sinne.
Elektronin Coulomb-energia ytimessä, jonka yksikkövaraus on fermin keskimääräisellä etäisyydellä, on luokkaa 1 MeV. Monet elektroniatomit saattavat näyttää parantavan tilannetta, koska protoneja on enemmän ja suurempi sähkövaraus, mutta monissa elektroniatomeissa atomien elektronien välillä on myös hylkimistä.
Atomielektronit niillä on sitovia energioita, jotka ovat alueella 1 eV – 100 keV.
Joten tämä ei toimi, kun otetaan huomioon elektroni-nukleoni-vuorovaikutusten luonne, jotka ovat melkein puhtaasti sähkömagneettisia niin pienillä energioilla.
Ytimen varauksella on myös yläraja johtuen elektronipositronien tuotannosta pinnan sähkökentästä, joka on suuruusluokkaa Z = + 137 pistemäisen ytimen kohdalla, mutta jonkin verran korkeampi äärellinen kokoinen ydin. Ja tällaiset erittäin voimakkaasti varautuneet ytimet ovat erittäin lyhytaikaisia - ne hajoavat protonien Coulombin keskinäisen karkotuksen vuoksi. Joten edes paras tapa – yksittäinen elektroni, joka on sitoutunut hyvin suureen, erittäin varautuneeseen ytimeen, ei tuota toivottua tulosta – tässä tapauksessa vakaa atomi tai ioni, jossa elektroniaaltotoiminto on pääosin ytimen sisällä.
Coulomb-voima ei ole vain tarpeeksi vahva sitomaan elektroneja ytimen sisällä – joten elektronipilvet ulottuvat paljon pidemmälle.
Se ei tarkoita, että atomielektroneja ei koskaan löydy atomin ydin – vain todennäköisyys ei ole suuri.
Enimmäkseen atomi-elektronit ovat hyvin ytimen ulkopuolella, suurella todennäköisyydellä.