原子中的电子确实进入了原子核。事实上,处于s态的电子易于在原子核处达到顶峰。电子不是小球,不会在静电吸引下进入原子核。相反,电子是量子化的波函数,在空间中扩散,有时可以表现像粒子。 一个原子中的电子会根据它的能量扩散,能量越多的组态就越分散。所有的电子态都与原子核重叠,所以电子“落入”或“进入”原子核的概念是没有意义的。电子总是一部分在原子核中。 “为什么原子中的电子不被限制于原子核中?”答案是“它们会”。电子可以集中于原子核中,但是需要一个相互作用才会发生。这个过程被称为“电子俘获”,它是一种重要的放射性衰变模式。 在电子俘获中,原子中的电子被原子核中的质子吸收,将质子转变成中子。电子一开始是一个普通的原子电子,它的波函数在原子中扩散并与原子核重叠。 后来,电子通过重叠部分与质子发生反应,坍缩成原子核中的一个点,当它成为新中子的一部分时,就消失了。因为原子现在少了一个质子,所以电子俘获是把一个元素变成另一个元素的一种放射性衰变。 为什么电子被限制于原子核中很少见?因为需要原子核中的相互作用来完全控制一个电子,但通常没有与电子相互作用的物质。 如果原子核中有过多的质子,电子就会通过电子俘获与原子核中的质子发生反应。当质子数过多时,一些外层质子就会结合的比较松散,可更自由地与电子发生反应。但是大多数原子没有太多的质子,所以电子就没能发生相互作用。 因此,一个稳定原子中的电子都保持在其散开的波函数形状中。每个电子继续在原子核周围流动,不会有任何与之相互作用的质子使其坍塌于原子核内。这也是一件好事,因为如果电子俘获更常见,物质就不会稳定而是会坍缩成一小部分原子核。 |
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