Melhor resposta
Sem os prótons não existiríamos. Os prótons no núcleo de um átomo atraem o número correspondente de elétrons. Por exemplo, 6 prótons em um núcleo atrai 6 elétrons. Essa configuração de elétrons dá a cada elemento caracteres diferentes em sua composição. Como cada nível de energia externa dos elétrons reage de maneira diferente, temos uma incrível combinação de reações. À medida que o número de prótons aumenta, o mesmo ocorre com os elétrons. Por sua vez, quando o nível de energia externa se afasta do núcleo, a influência do próton sobre os elétrons se torna mais fraca, o que também faz com que cada elemento tenha seu próprio caráter. Também quando o número de prótons atrai o mesmo número de elétrons para completar a energia externa nível este átomo particular torna-se estável ou inerte a qualquer outro elemento. Por exemplo, 2 prótons atraem 2 elétrons e o nível de energia externa está cheio, este é o elemento Hélio. Um gás inerte que em circunstâncias normais não reage com nenhum outro elemento. Então, elétrons faz o trabalho, mas os prótons impedem que os elétrons fiquem fora de controle, influenciando os elétrons a permanecerem dentro de certos limites.
Resposta
O tamanho de um núcleo é da ordem de 1 fermi até 10 fermi, ou 1–10 vezes 10 ^ {- 15} m, e os elétrons são bastante leves em comparação com prótons ou nêutrons: eles têm massa apenas cerca de 1/1800. Portanto, pode-se tratar o núcleo como se estivesse fixo quando considerando o estado eletrônico.
Isso significa, b y o princípio da incerteza de Heisenberg, que um elétron confinado dentro de um volume do tamanho de um núcleo teria que ter um momentum quadrático médio da ordem de 20-200 MeV / c, o que tornaria a energia cinética do elétron muito alta por sua atração pelos prótons no núcleo para ligá-lo lá.
A energia Coulomb de um elétron em um núcleo com carga unitária a uma distância média de um fermi é da ordem de 1 MeV. Um átomo de muitos elétrons pode parecer tornar a situação melhor, pois há mais prótons e uma carga elétrica mais alta, mas em um átomo de muitos elétrons há repulsão entre os elétrons atômicos para lidar também.
Elétrons atômicos têm energias de ligação que estão na faixa de 1 eV a 100 keV.
Portanto, isso não funciona devido à natureza das interações elétron-núcleo, que são quase puramente eletromagnéticas com energias tão baixas.
Há também um limite superior para a carga de um núcleo, devido à produção de pósitrons de elétrons do campo elétrico na superfície, que é da ordem de Z = + 137 para um núcleo pontual, mas um pouco mais alto para um núcleo de tamanho finito. E esses núcleos altamente carregados têm vida extremamente curta – eles se dividem devido à repulsão mútua de Coulomb pelos prótons. Portanto, mesmo o melhor cenário – um único elétron ligado a um núcleo muito grande e altamente carregado, não produzirá o resultado desejado – um átomo ou íon estável, neste caso, com a função de onda do elétron principalmente dentro do núcleo.
A força de Coulomb não é forte o suficiente para ligar os elétrons dentro de um núcleo – então as nuvens de elétrons se estendem muito mais longe do que isso.
Isso não significa que os elétrons atômicos nunca sejam encontrados no núcleo de um átomo – é que a probabilidade não é alta.
A maioria dos elétrons atômicos está bem fora do núcleo, com alta probabilidade.