¿Es la distancia entre la primera nube de electrones y el núcleo de un átomo la misma para todos los átomos? ¿Es lo mismo para un átomo de hidrógeno y uranio?

La respuesta simple es que cuanto más pesado es el átomo, más protones hay en el núcleo. Por lo tanto, el aumento de la carga positiva ejercerá un fuerte tirón sobre los electrones de la cubierta, de modo que la capa más cercana se acerque más al núcleo con cada aumento de protones. Quizás es por eso que los elementos más pesados ​​que el plomo son todos radiactivos.

Algunos carteles utilizaron la función de onda para predecir el paradero de los electrones. Debo admitir que es una hermosa HERRAMIENTA, pero no explica por qué los electrones de la carcasa se mantienen alejados del núcleo. Mi explicación es que se debe a la presión de degeneración de los electrones debido a las cargas negativas dentro del núcleo que son ignoradas por la ecuación de onda.

Incluso la teoría general habla de quarks con carga negativa y de carga positiva. Puedes usarlos para entender qué mantiene a los electrones alejados del núcleo. Sin embargo, reconozco que el núcleo tiene una envoltura de electrones que brindan una fuerza repulsiva mucho más suave para mantener las conchas alejadas del núcleo. Pero, si la atracción por las cargas positivas supera esta presión de degeneración, ocurre la captura de electrones. El electrón capturado simplemente se unirá a los electrones en la envoltura alrededor del núcleo.

Otra falacia es que la ecuación de onda predice que los electrones no giran alrededor del núcleo.

La primera concha es la más cercana al núcleo. Esto se debe a que los electrones están cargados negativamente y desean estar lo más cerca posible del núcleo con carga positiva. Por lo tanto, el primer shell siempre intentará estar lo más cerca posible del núcleo. Al agregar electrones adicionales, no serán tan atraídos como los de la primera capa, ya que la carga de la base está protegida por la primera capa. Así, cada shell consecutivo estará, en promedio, más alejado del núcleo.

Cuanto más pesado sea el átomo / más abajo vaya la tabla periódica, mayor será la carga positiva del núcleo. Esto significa que la atracción entre el núcleo y la primera capa de energía aumenta y el núcleo tirará de la primera capa de electrones más cerca de sí misma. Por lo tanto, para responder a su pregunta, cuanto mayor sea el número de protones, menor será la distancia entre el núcleo y la primera nube de electrones.

Mis compañeros de cartel tienen razón, la “distancia de la primera nube de electrones y el núcleo”, como la llaman, se llama el orbital 1S en términos científicos. La probabilidad de encontrar un electrón a cierta distancia del núcleo se denomina “función de onda” y se puede calcular. Una buena visualización de las funciones de onda del hidrógeno se dan en la siguiente página:

Probabilidades radiales de hidrógeno

Tenga en cuenta que la función 1S tiene un máximo bastante distinto y no es cero (!) Dentro del núcleo. La distancia más probable para encontrar el electrón se puede usar para definir un radio de la nube de electrones en el estado 1S. Para el hidrógeno el radio viene dado por

Propiedades del estado fundamental del hidrógeno

Además, el radio 1S disminuye al aumentar el número de protones. Un documento que muestra esto es el siguiente

Estimación del radio orbital atómico 1s

Mire la parte inferior de la página, donde puede abrir un PDF con el texto completo del documento (no se asuste con las matemáticas). En el documento encontrará una tabla donde se enumeran los radios 1S desde el hidrógeno hasta el calcio.

Curiosamente, como se indicó anteriormente, todos los electrones en un estado S tienen probabilidades mayores que cero que se encuentran dentro del núcleo. Esto conduce a energías electrónicas muy altas para elementos químicos con alto contenido de Z. Las energías electrónicas se vuelven tan altas que los efectos relativistas juegan un papel (ver Química cuántica relativista – Wikipedia), por lo que, por ejemplo, el oro (Z = 79) tiene un color amarillo mientras que la plata (Z = 47) tiene un color blanco cálido. Porque los efectos relativistas en el oro son más pronunciados que en la plata.

No. Las matemáticas para calcular las probabilidades de los electrones en diversas situaciones me superan, pero acepto que es posible obtener resultados muy precisos. La dilatación del tiempo relativista debe tenerse en cuenta en algunos casos.

Incluso hay al menos un pequeño isótopo cuya vida media se ve afectada por el entorno químico. Bajo ciertas circunstancias, el electrón interno pasa el tiempo suficiente cerca o incluso en el núcleo para hacer más probable la captura de electrones.

No, la órbita interna depende del cuadrado inverso de la carga del núcleo. Los átomos, con todos sus electrones, son aproximadamente del mismo tamaño, con la columna I (Be, Na, Mg, & c, siendo el más grande.

La primera concha es la más cercana al núcleo . Eso es porque los electrones tienen las mismas propiedades físicas y peso. La situación por lo tanto es la misma para todos los átomos. ¿Es lo mismo para un átomo de hidrógeno y uranio? Yo creo esa verdad.