Hva er hovedfunksjonen til protoner i kjernen?


Beste svaret

Uten protoner ville vi ikke eksistert. Protoner i kjernen til et atom tiltrekker seg tilsvarende antall elektroner. F.eks. Tiltrekker 6 protoner i en kjerne 6 elektroner. Denne konfigurasjonen av elektroner gir hvert element forskjellige tegn i sminke. Når hvert ytre energinivå av elektroner reagerer forskjellig, har vi utrolige kombinasjoner av reaksjoner. Når protonantallet øker, gjør elektronene tilsvarende. Når det ytre energinivået går lenger vekk fra kjernen, blir protonens innflytelse på elektronene svakere, noe som også gjør at hvert element har sin egen karakter. Også når antall protoner tiltrekker det samme antallet elektroner for å fullføre den ytre energien nivåer dette bestemte atomet blir stabilt eller inert mot ethvert annet element. F.eks. tiltrekker 2 protoner 2 elektroner og det ytre energinivået er fullt, dette er elementet Helium. En inert gass som under normale omstendigheter ikke reagerer med noe annet element. fungerer men protonene stopper elektroner som går ut av kontroll ved å påvirke elektroner til å holde seg innenfor visse grenser.

Svar

Størrelsen på en kjerne er i størrelsesorden 1 fermi opp til 10 fermi, eller 1–10 ganger 10 ^ {- 15} m, og elektroner er ganske lette i forhold til protoner eller nøytroner: de masserer bare omtrent 1/1800 så mye. Så man kan behandle kjernen som om den var fiksert når vurderer den elektroniske tilstanden.

Det betyr, b y Heisenberg usikkerhetsprinsippet, at et elektron som er begrenset i et volum på størrelse med en kjerne, må ha et rotmidlet kvadratmoment i størrelsesorden 20–200 MeV / c, noe som vil gjøre elektronens kinetiske energi altfor høy for sin tiltrekning til protonene i kjernen for å binde den der.

Coulomb-energien til et elektron i en kjerne med enhetsladning i en gjennomsnittlig avstand av en fermi er i størrelsesorden 1 MeV. Mange elektronatomer kan se ut til å gjøre situasjonen bedre siden det er flere protoner og høyere elektrisk ladning, men i mange elektronatomer er det frastøting mellom atomelektronene å håndtere også.

Atomelektroner har bindingsenergier som ligger i området 1 eV til 100 keV.

Så dette fungerer ikke gitt naturen til elektron-nukleon-interaksjoner, som er nesten rent elektromagnetiske ved så lave energier.

Det er også en øvre grense for ladningen til en kjerne på grunn av elektronposronproduksjon fra det elektriske feltet ved overflaten, som er i størrelsesorden Z = + 137 for en punktlignende kjerne, men noe høyere for en endelig størrelse kjerne. Og slike veldig høyt ladede kjerner er ekstremt korte – de splittes på grunn av gjensidig Coulomb-frastøting av protonene. Så selv det beste tilfellet – et enkelt elektron bundet til en veldig stor, veldig ladet kjerne, vil ikke gi det ønskede resultatet – et stabilt atom eller ion, i dette tilfellet, med elektronbølgefunksjonen hovedsakelig inne i kjernen.

Coulomb-kraften er bare ikke sterk nok til å binde elektroner inne i en kjerne – så elektronskyene strekker seg mye lenger enn det.

Det betyr ikke at atomelektroner aldri finnes i kjernen til et atom – det er bare at sannsynligheten ikke er høy.

For det meste er atomelektronene godt utenfor kjernen, med stor sannsynlighet.

Legg igjen en kommentar

Din e-postadresse vil ikke bli publisert. Obligatoriske felt er merket med *