Boa pergunta! Esta nem meus professores conseguiam responder na faculdade.
Para respondê-la vamos conhecer o átomo:
Existem várias teorias sobre o átomo, umas melhores que outras. O importante é sabermos que algumas tem limitações frente à outras. Observamos o átomo a seguir:
Um modelo clássico, de Rutherford. Os elétrons (negativos) circundam o núcleo (positivo), muito pequeno.
Estranho é que um modelo atômico como este desafia nosso senso aprendido no Ensino Médio, que cargas opostas atraem-se. E esta explicação Rutherford não conseguiu dar, apenas Niels Bohr, em suas órbitas estacionárias.
Voltando ao problema:
ele é muito mais complexo do que 'por que a Lua não cai na Terra?'.
Isto pois, um elétron é constituído de uma carga elétrica, e quando acelerado (em uma órbita circular) ele emitiria radiação eletromagnética, perdendo energia e colidindo no núcleo atômico. Diferente do que acontece com a Lua ao redor da Terra, que não possui uma carga elétrica, e sua velocidade estabiliza seu movimento orbital.
Antes de responder esta pergunta pesquisei pela internet e a resposta que mais encontrei foi exatamente a resposta que meus professores da faculdade davam ao problema:
A equação de Schrödinger prevê algumas órbitas em que o elétron não emite radiação eletromagnética.
Não posso aceitar esta resposta! É uma resposta matemática e não física.
A resposta vem da diferença da física clássica e da física quântica.
Na física clássica o elétron tem uma órbita e emite radiação (ou deveria).
Na física quântica, não existe um elétron, existe uma função de onda do elétron que rodeia o núcleo, e esta função de onda não emite radiação eletromagnética, sendo assim não cai em direção ao núcleo.
Acho que talvez você também não aceite esta resposta! Mas isso é porque você vive em um mundo clássico e não em um mundo quântico.
Open your mind!
Se o mundo é mesmo parecido com o que vejo, prefiro acreditar no mundo do meu jeito. :P
ResponderExcluirÉ, os cientistas acreditam no mundo deles! A "verdade" científica não é unica, não é fato. Pode ser contestada. Apenas temos a "verdade" mais aceita entre os cientistas.
ResponderExcluirCientistas criam teorias e tentam prová-las, convenhamos que algumas dessas estão até hoje só pra ferrar a gentee, mas também abriram um leque de conhecimento. Questionamentos como este é que movem o universo científico, alguem ja pensou em responder algo sem um questionamento? Ahh gostei muiito desse blog =D
ResponderExcluirA equação de Schrödinger prevê justamente essa função de onda que você disse (Dualidade Onda-Partícula). A integração da função psi, que é são os modelos de orbitais (densidade de probabilidade) são as "órbitas" em que o elétron não emite radiação eletromag. Mas o elétron não "orbita" essa função. psi² indica onde é mais provável de se encontrar um elétron, nos eixos R3.
ResponderExcluirO elétron não colide com o núcleo atômico, devido ao spin. Talvez vc não saiba, mas as partículas do núcleo também tem spin. Esses spins (nuclear e eletrônico) causam uma diferença quântica, repelindo os elétrons e blindando os orbitais (Carga nuclear efetiva). São os elétrons externos à essa blindagem que formam as ligações químicas. Quando o elétron passa perto do núcleo, a energia cinética que ele obtém é tão alta, que supera a interação eletromagnética, fazendo com que essa diferença (aumento da rotação do spin eletrônico, velocidade do elétron tendendo a velocidade da luz, aumento de massa, aumento de força de aceleração) cause a repulsão do elétron (análogo à inércia).
Por exemplo, isso acontece nos átomos de Ouro (elétron 6s¹, devido à contração dos lantanídeos.)
Obrigado Daniel
ExcluirAgradeço a participação! Mas confesso que entendi parcialmente a sua informação. Que os spins eram responsáveis por isso eu já tinha ouvido falar. Mas... de alguma forma, quando tu argumentou eu pensei novamente no problema da Lua e da Terra, em no fato da Lua não cair na Terra por possuir uma velocidade tangencial à força gravitacional. Entendi o teu argumento como sendo algo assim. Desculpe ser tão leigo neste assunto.
ResponderExcluiro nucleo tem uma atração gravitacional com o eletron
ResponderExcluirSim, tem! Mas a força gravitacional é a mais fraca das 4 forças conhecidas na natureza, sendo desprezível para pequenas massas (como elétrons e elementos do núcleo atômico).
ResponderExcluirDesprezível não ... só é a mais fraca!
ResponderExcluirDesprezível não ... só é a mais fraca!
ResponderExcluirAcredito que o elétron, a partir de uma distância do núcleo, passa a ser repelido porque alguma Força desconsiderada passa a ser maior que a atração elétrica. Se esta distância for respeitada o elétron pode ser atraído em direção a outros núcleos e formar ligações com estes outros átomos, moléculas. Funciona como uma "peneira", o elétron é muito grande, a partir de uma distância do núcleo, então não entra, não passa pela abertura, que é menor que ele. Uma partícula menor passaria mas teria que ser um núcleon. Estes não escapam porque os glúons funcionam de forma coletiva, o núcleo inteiro é maior que a abertura e não consegue passar, apenas se decair e houverem partes menores que a abertura para passarem. Para isto, o Espaço teria que ser quantizado, o que "ainda" não foi cogitado.
ResponderExcluirAcredito que é o mesmo que ocorre quando um par elétron-pósitron surge do "nada", uma "entidade" maior que a abertura, do outro lado, do lado quântico, decai e as partes que a formavam passam, então, uma vez deste lado, elas interagem, se atraem e se aniquilam. É possível porque o pósitron não é um núcleon (caso contrário formariam um átomo como o Hidrogênio). Obviamente há mais a ser descoberto, a "entidade" que decai do outro lado não é a mesma que se forma quando o aniquilamento ocorre e o par desaparece. Talvez matéria escura e energia escura sejam apenas isto, um Espaço Invertido onde o Mundo Normal seja o quântico com núcleos livres e elétrons confinados. A gravidade seria repulsiva, o normal seria os objetos nunca ocuparem o mesmo espaço 3D mas sim um fluxo (como nós vemos o tempo) e o tempo poderia ser ocupado da forma como ocupamos nosso espaço usual, segundo leis que ainda não descobrimos.
ResponderExcluirEla está se distanciando da Terra.
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