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原子核的質子帶正電,電子帶負電,電子為何不飛向原子核?

很多人之所以有這樣的疑問,一個主要原因是把原子內部結構想像成類似太陽系這樣的結構。在太陽系內,行星圍繞著太陽運轉,於是就自認為原子內部電子也是圍繞著原子核運轉。事實上並不是這樣的,原子內部運作方式與太陽系一點也不一樣!

一開始科學家們剛發現原子內部結構時,確實有類似的疑問,也認為電子圍繞著原子核旋轉。隨著對於原子結構進一步探索研究發現,電子並不是圍繞著原子核旋轉,而是非常隨機地出現在原子核在非常廣闊的空間,在一個地方隨機出現瞬間消失然後再另外一個地方出現,看起來更像是原子核外充滿了電子云!

電子擁有能量,在不同的軌道能級出現時會釋放或吸收能量,能級越低電子越靠近原子核,根據泡利不相容原理,不允許兩個電子出現在同一狀態,所以噹噹電子靠近原子核時會產生一種新的排斥力,也就是電子簡併壓,這也是為什麼太陽死亡之後只能形成白矮星而不是成為中子星,因為太陽質量不夠,沒有足夠強大的萬有引力抵抗電子簡併壓讓其落入原子核中與質子中和形成中子!而質量足夠大的恆星可以把電子壓縮到原子內,全部形成中子,這就是中子星!

同時,有一點也可以倒推電子為何沒有落入原子核中。電子足質子合併可以形成中子,但電子與質子的質量之和並不等於中子的質量,而是略小於中子質量,電子與質子的結合過程會釋放出能量,也就是說,要想讓電子質子結合,需要給電子增加能量,類似恆星死亡後早演變為中子星的過程!

所以,無論如何,電子一般都不會落入原子核中,否則我們的世界就不存在了,我們也不要用太陽繫結構去衡量原子內部結構,兩者區別太大了!

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