Meilleure réponse
Sans protons, nous nexisterions pas. Les protons dans le noyau dun atome attirent le nombre délectrons correspondant. Par exemple, 6 protons dans un noyau attire 6 électrons. Cette configuration délectrons donne à chaque élément des caractères différents dans leur composition. Comme chaque niveau dénergie externe des électrons réagit différemment, nous avons une incroyable combinaison de réactions. À mesure que le nombre de protons augmente, les électrons augmentent en conséquence. À son tour, lorsque le niveau dénergie externe séloigne du noyau, linfluence du proton sur les électrons devient plus faible, ce qui donne également à chaque élément son propre caractère. Aussi lorsque le nombre de protons attire le même nombre délectrons pour compléter lénergie externe niveau cet atome particulier devient stable ou inerte à tout autre élément. Par exemple, 2 protons attirent 2 électrons et le niveau dénergie externe est plein, cest lélément Hélium. Un gaz inerte qui, dans des circonstances normales, ne réagit avec aucun autre élément. Donc, les électrons fait le travail mais les protons empêchent les électrons de devenir incontrôlables en poussant les électrons à rester dans certaines limites.
Réponse
La taille dun noyau est de lordre de 1 fermi jusquà 10 fermi, soit 1 à 10 fois 10 ^ {- 15} m, et les électrons sont assez légers par rapport aux protons ou aux neutrons: ils ne pèsent quenviron 1/1800. On peut donc traiter le noyau comme sil était fixé quand considérant létat électronique.
Cela signifie, b y le principe dincertitude de Heisenberg, selon lequel un électron confiné dans un volume de la taille dun noyau devrait avoir une impulsion quadratique moyenne de lordre de 20 à 200 MeV / c, ce qui rendrait lénergie cinétique de lélectron beaucoup trop élevée pour son attraction sur les protons du noyau pour le lier là-bas.
Lénergie coulombienne dun électron dans un noyau de charge unitaire à une distance moyenne dun fermi est de lordre de 1 MeV. Un atome à plusieurs électrons peut sembler améliorer la situation car il y a plus de protons et une charge électrique plus élevée, mais dans un atome à plusieurs électrons, il y a également une répulsion entre les électrons atomiques à traiter.
Electrons atomiques ont des énergies de liaison comprises entre 1 eV et 100 keV.
Cela ne fonctionne donc pas étant donné la nature des interactions électron-nucléon, qui sont presque purement électromagnétiques à des énergies aussi basses.
Il y a aussi une limite supérieure à la charge dun noyau, due à la production de positons délectrons à partir du champ électrique à la surface, qui est de lordre de Z = + 137 pour un noyau ponctuel, mais un peu plus élevée pour un noyau de taille finie. Et ces noyaux très chargés ont une durée de vie extrêmement courte – ils se séparent en raison de la répulsion coulombienne mutuelle des protons. Ainsi, même le meilleur des cas – un seul électron lié à un très grand noyau très chargé, ne produira pas le résultat souhaité – un atome ou un ion stable, dans ce cas, avec la fonction donde électronique principalement à lintérieur du noyau.
La force de Coulomb nest tout simplement pas assez forte pour lier les électrons à lintérieur dun noyau – donc les nuages délectrons sétendent beaucoup plus loin que cela.
Cela ne signifie pas que les électrons atomiques ne se trouvent jamais dans le noyau dun atome – cest juste que la probabilité nest pas élevée.
La plupart des électrons atomiques sont bien en dehors du noyau, avec une probabilité élevée.