¿Por qué los electrones no se caen al núcleo de los átomos? Lo que nunca te contaron

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Hace no mucho vi una pregunta en twitter que me pareció interesante:

¿por qué los electrones no se caen al núcleo del átomo mientras lo orbitan?

No es una cuestión baladí, pues preguntarnos lo mismo sobre la Luna causó la primera gran unificación de la física. La cosa es que quizá los electrones no se comportan como esperaría uno que lo hicieran con la imagen típica del átomo en la cabeza.

Al lío.

Las respuestas que nunca fueron

Como decíamos, una de las preguntas más importantes en la historia de la ciencia fue, sin duda, por qué no se cae la Luna a la Tierra debido a la gravedad si las piedras sí lo hacen. Responderla dio lugar a la teoría de la gravitación universal, donde la fuerza con la que se atraen dos masas M y m a una distancia r viene dada por:

    \[ F=G\dfrac{Mm}{r^2} \]

La respuesta es «sencilla»: la Luna sí que se cae, solo que tiene la suficiente velocidad horizontal para no darse con la Tierra en su caída.

Esto es fácil verlo con el experimento mental del cañón de Newton: si lanzamos desde cierta altura una bala de cañón con cada vez más velocidad, finalmente avanzará lo suficiente para compensar la curvatura de la Tierra en su caída y no dejar de caer nunca. A esto lo llamamos orbitar:

Pasados unos siglos los científicos empezaron a preguntarse acerca de la constitución de la materia, llegando (o redescubriendo) el concepto de átomo. Y con este, los primeros modelos para el mismo.

Rápidamente (ya los trataremos en profundidad algún día :P)

– Thomsom descubre partículas negativas en la materia. Los libros de texto dicen que tras esto propone que los átomos constan de partículas cargadas negativamente (electrones) inmersas en un fluido eléctricamente positivo de manera que el conjunto es neutro. Todo parece muy sencillo, como si Thomsom no diera más de sí, pero añádele que los electrones están en configuraciones electrodinámicamente estables y entretente en calcularlas para más de dos electrones como sí hizo Thomsom, verás qué risa.

– Rutherford se lía a piñazos con los átomos intentando explicar la dispersión de partículas alfa. La única manera que se le ocurre para explicar estos experimentos es que la mayor parte de la masa esté concentrada en el centro de los átomos, surgiendo (junto a otros coétaneos que también lo proponían) el concepto de núcleo de los átomos. Para Rutherford el átomo tiene el aspecto que ves en el logo del blog.

Modelos de Thomsom y Rutherford y cómo el de Thomsom no supera el escrutinio al que le somete un experimento de dispersión de partículas alfa. Sacada de aquí.

Qué pena que este modelo también esté mal (ergo mi logo también =( ).

¿Por qué, te preguntas, si tú ya sabes que entre la carga positiva del núcleo y los electrones existe una fuerza que es matemáticamente similar a la de la gravitación?

Va, pongámosla para quien no conozca la fórmula:

    \[ F=k \dfrac{Qq}{r^2} \]

En este caso, sustituimos masas por cargas (y cambiamos las constantes que regulan la intensidad de las fuerzas), pero matemáticamente estamos ante el mismo tipo de fuerza (una fuerza central).

Pues el problema es que cuando las cargas eléctricas sufren aceleraciones (y para orbitar algo hay que sufrirlas, ya que de manera natural los cuerpos se mueven en línea recta) resulta que radian ondas electromagnéticas, perdiendo energía y cayendo en espiral hacia el núcleo.

Y eso no mola.

De hecho, eso lo sabía Rutherford. Pero a él le interesaba explicar los experimentos de dispersión que el modelo de Thomsom no explicaba. Por lo de no caer en simplificar mucho la historia y tal.

Y ya, por fin, es cuando en nuestra historia entra Bohr.

En aras de seguir con el rigor histórico en esta entrada y con eso de no simplificar los relatos historicofísicos, reproduciremos fielmente su línea de pensamiento a continuación:

– ¿Cómo que si los electrones orbitan los átomos no pueden ser estables? ¿Quién ha dicho eso?

– Maxwell, señor. (Supongamos para esta dramatización que en la mente de Bohr vive un mayordomo -con estudios en física- que le ayuda en sus razonamientos).

– A mi no va a venir un escocés a decirme qué pueden hacer o no los electrones. Pueden orbitar siempre que…

– ¿Siempre qué, señor?

– Siempre que su momento lineal… digo, no, su energía… no, no, mejor, su momento angular, sí. Su momento angular sea un número de veces cierta constante.

– ¿Y qué constante, señor?

– La de Planck mismo, que lleva el cotarro del Annalen der Physik y así nos lo publica.

Obviamente esta dramatización no fue así. A Bohr no le caían mal los escoceses (digo yo).

El caso es que si permitimos que los electrones estén en órbitas estables en las que no radien siempre que su momento angular sea un múltiplo entero de veces la constante de Planck explicamos multitud de cosas.

Entre otras, el tamaño de los átomos: el tamaño de las órbitas de los electrones es proporcional a cierta constante a_0, ahora llamada radio de Bohr, cuya expresión es:

    \[ a_0=\dfrac{4\pi\varepsilon_0 \hbar^2 }{me^2 }\approx 5,29·10^{-2}\: nm \]

Modelo de Bohr. Sacada de aquí.

Pero qué curioso que el laxo Bohr, el mismo que más de una vez estuvo dispuesto a renunciar al principio de conservación de la energía en aras de explicar algún resultado experimental, en su juventud fuera tan recto y obligara a los electrones a permanecer constreñidos en estrechas órbitas.

Y es que, como ya sospecharás, ávido lector, los átomos tampoco son así.

La respuesta intuitiva: el principio de incertidumbre

Hay una manera de entender por qué los electrones no se caen al núcleo: resulta que el principio de incertidumbre de Heisenberg no les deja.

Disclaimer. Me gustaría destacar que, en parte, está feo eso de hablar de leyes físicas que obligan, impiden, inducen, dejan o no dejan hacer, etc., pues pareciera que los sistemas físicos tuvieran conciencia. Y nada más lejos de la realidad. Las matemáticas son claras, el resto es interpretación nuestra sumado a tener que trasladar a palabras estos comportamientos (y que a los humanos nos gustan los relatos).

El caso es que tras el átomo de Bohr se sucedieron unos años de grandes avances en física teórica que culminaron con la formulación de la mecánica cuántica, de la que se deduce el susodicho principio. Este implica que no se puede determinar con arbitraria precisión simultáneamente la posición y el momento (masa por velocidad) de una partícula. Ya hemos mencionado este principio en el blog, aunque seguramente le dedicaremos una entrada próximamente.

De tan simple enunciado se puede ver que los átomos tienen que tener un tamaño mínimo (y por ende la distancia promedio del electrón respecto al núcleo) para que se satisfaga este principio. Y como en este blog nos van las mates, veamos cómo se deduce en un tris.

Recordemos que en cuántica entendemos que las partículas se encuentran dispersas por el espacio (tienen cierta probabilidad de estar en cada punto del espacio), con cierta distribución de velocidades (momentos). Grosso modo, puedes imaginar a los electrones como una nube entorno al núcleo (también otra nube):

Sacada de aquí.

Cuando midamos la posición del electrón lo encontraremos en distintos puntos con cierta probabilidad. Podemos suponer que el electrón se dispersa en torno al núcleo con una indeterminación a, que nos da una idea de su lejanía media respecto al núcleo.

Por otro lado, si medimos el momento lineal encontraremos diferentes valores, con cierta probabilidad de medir unos u otros. De nuevo, podemos suponer que se distribuyen con una indeterminación p que nos da una idea del momento medio del electrón.

Ahora entra el principio de incertidumbre: como poco, la indeterminación en posición y momento del electrón debe ser tal que a\cdot p \sim \hbar. De manera que podemos despejar el valor aproximado de la indeterminación en el momento:

    \[ p\sim \dfrac{\hbar}{a} \]

¿Cómo podemos hacer ahora para encontrar a? Exigiendo que la energía total del electrón sea mínima para este, ya que en la naturaleza los sistemas tienden al mínimo de energía.

La energía es:

    \[ E=\dfrac{p^2}{2m}-\dfrac{1}{4\pi\varepsilon_0}\dfrac{e^2}{a}\longrightarrow E(a)\sim \dfrac{1}{2}\dfrac{\hbar^2 }{ma^2 }-\dfrac{1}{4\pi\varepsilon_0}\dfrac{e^2}{a} \]

Para minimizar la energía derivamos respecto a la posición e igualamos a cero:

    \[ \dfrac{dE}{da}=\dfrac{1}{a^2}\left(\dfrac{e^2 }{4\pi\varepsilon_0}-\dfrac{\hbar^2 }{ma}\right)=0\longrightarrow a\sim \dfrac{4\pi\varepsilon_0 \hbar^2 }{me^2 } \]

Anda, ¡si es el radio de Bohr!

La cuántica, no constriñendo al electrón a estrechas órbitas, aun así reproduce los resultados del modelo de Bohr (y sigue donde este no puede).

[[Uno podría pensar que esta demostración ha sido muy vaga/cutre (pese a que la incluye Feynman en sus lectures). Y yo le daría toda la razón del mundo. Aun así, para su tranquilidad, le redirijo al libro Quantum mechanics, de Leslie Ballentine, página 224-225, donde se estudian los estados que satisfacen la igualdad en el principio de incertidumbre (estados de mínima incertidumbre).]]

Es curioso que, de manera llana, los átomos tengan que tener un tamaño mínimo, no pudiendo ser comprimidos fácilmente, debido al principio de incertidumbre. Es más, esto es lo que explica que al andar no atravesemos el suelo: nuestra masa trata de comprimir los átomos de nuestra suela y los del suelo, pero esto localizaría aun más a los electrones, aumentando su momento lineal y por tanto su energía, y por tanto es algo que evitan.

Aun así la cuántica tiene una respuesta que no te imaginas a por qué los electrones no se caen al núcleo, y no me resisto a contarla.

La respuesta pragmática: ya están en el núcleo

¡Pues sí! Los electrones ya están en el núcleo. Bueno, de hecho, pueden estar en todos lados.

Como ya comentábamos en el anterior apartado, los electrones tienen cierta amplitud de probabilidad de estar en todos los puntos del espacio. Y el núcleo no es una excepción.

Cuando uno resuelve la ecuación de Schrödinger para el hidrógeno (el átomo más simple de todos, para el resto hay que tirar de simulaciones) obtiene las funciones de onda posibles del electrón. Si no tenemos en cuenta el spin, estas dependen de tres números (cuánticos): n, l y m.

Para el estado de mínima energía del hidrógeno, llamado 1s (números n=1, l=0, m=0), esta función es

    \[ \psi_{100}=\dfrac{1}{\pi a_0} e^{-r/a_0} \]

Si representamos su módulo al cuadrado, que nos da la densidad de probabilidad de que el electrón se encuentre en un pequeño volumen a una distancia r del núcleo, obtenemos:

Sacada del libro Física Universitaria, Volumen II, Sears, Zemansky, Young & Freedman.

El máximo de probabilidad…¡Está en el núcleo!

Esto es algo que también se repite con el resto de estados con l=0. Por ejemplo, los estados 2s y 3s:

Por tanto, no tiene sentido preguntarse por qué el electrón no se cae al núcleo, ya que de hecho existe cierta probabilidad de encontrarlo en este.

Nos podríamos preguntar ahora, entonces, si los electrones sufren algún proceso por tener cierta probabilidad de encontrarse en el núcleo. Y la respuesta es que sí. Los electrones pueden ser «capturados» por núcleos con exceso de protones respecto a neutrones, de manera que un protón se convierta en un neutrón, emitiéndose un neutrino en el proceso. Esto se conoce como captura electrónica.

Diagramas de Feynman de primer orden en los que se muestra el proceso de captura electrónica. Sacada de aquí.

Aun así, puede que te estés preguntando: y esto, ¿cómo se reconcilia con la demostración de que el lugar más probable de encontrar al electrón era el radio de Bohr?

Me encanta que me hagas esa pregunta (o que yo me la haga suponiendo que eso quieres que haga).

La cosa es que en lugar de preguntarnos la probabilidad de encontrar al electrón en cierto punto, podríamos preguntarnos la probabilidad de encontrarlo a cierta distancia r del núcleo, independientemente de la dirección (en matemáticas hablamos del cascarón esférico entre r y r+dr). En tal caso estamos estudiando la densidad de probabilidad radial.

En tal caso, las densidades de probabilidad tienen máximos a las distancias predichas por el modelo de Bohr (bueno, solo aquellas con l=n-1):

Sacada del libro Física Universitaria, Volumen II, Sears, Zemansky, Young & Freedman.

Peeeero, en honor a la verdad, «mirar» la densidad de probabilidad y «buscar el máximo» no es la manera de funcionar que tiene la cuántica. La cuántica es una teoría probabilística, esto es, su manera de predecir resultados es realizar multitud de veces un experimento y estudiar valores medios, desviaciones típicas, etc.

En concreto, en cuántica asociamos operadores (objetos matemáticos que actúan sobre las funciones de onda) a las variables que nos interesan medir de un sistema. En concreto, utilizamos el operador posición \hat r para estudiar los valores posibles de una medida de posición. Si realizáramos múltiples veces la medida de la posición del electrón en el estado fundamental del hidrógeno y promediáramos, obtendríamos que el valor medio es

    \[ \leftangle r\rightangle = \dfrac{3a_0}{2} \]

lo que es ligeramente superior al predicho por el modelo de Bohr, aunque como siempre, con que el orden de magnitud sea similar nos contentamos.

En resumen

La respuesta simple y directa a por qué los electrones no se caen al núcleo es que los átomos tienen un tamaño mínimo en aras de satisfacer el principio de incertidumbre de Heisenberg. Si el electrón se acerca al núcleo se localiza en una región del espacio menor, lo que indetermina su momento lineal y por tanto gana la suficiente velocidad para escaparse.

Por otro lado, la respuesta sin vaguedades: los electrones no es que no se caigan al núcleo, es que realmente no son bolitas definidas orbitando sino nubes de probabilidad, con cierta amplitud de probabilidad de estar en el núcleo pero también a un kilómetro de este.

46 comentarios en «¿Por qué los electrones no se caen al núcleo de los átomos? Lo que nunca te contaron»

  5. Me ha gustado tu disertación como clase maestra básica en Física Cuántica. Pero tu expresión: «… Pues pareciera que los sistemas físicos tuvieran Conciencia. Y nada más lejos de la realidad. O sea, es la «Matemática» la que otorga un «orden» maravilloso e inexplicable al Cosmos. Sin matemáticas, el mismo Universo colapsaría o no habría llegado a existir siquiera. Pues se necesitan constantes que si no las hubieran descubierto Planck y otros, pues no existiríamos… Y resulta que si nos desviamos una milésima de esas constantes, tampoco existiríamos. Verbigracia, la existencia la creamos los seres humanos al observarla. Pero esto también depende del Principio de Incertidumbre o tampoco existiría.
    Esto nos lleva a preguntarnos… Quién c… creó la Física, Las Matemáticas, la Química y todas las constantes universales? La Materia del 5 % o la Materia y Energía Oscuras del 95%?
    O siempre estuvieron ahí y nosotros somos unos bebés microvirus patógenos ignorantes que pueblan una micromota de polvo azulado suspendido en en la calima de una inmensidad infinita…? Pero con una arrogancia y prepotencia dignas de un dios perverso?
    Salud y Amor!

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    • Buenas de nuevo Carlos,

      No digo que un electrón se teletransporte a un sitio que él desee ir como si tuviera conciencia, lo que digo es que la forma de moverse de un electrón, si no está determinada, pudiera ser “aleatoriamente” apareciendo y desapareciendo de un sitio a otro, como si se teletransportase.

      Y a todo esto, que no me niegas rotundamente porque en realidad nadie sabe lo que ocurre a nivel atómico (y aunque lo supiéramos nuestro cerebro no lo entendería) me respondes con las matemáticas.
      Las matemáticas ya le fallaron a Claudio Ptolomeo hace más de 2.000 años, cuando utilizó una teoría basada en “epiciclos” para explicar el movimiento de los astros alrededor de la Tierra. Las matemáticas funcionaban y ese modelo geocéntrico resultó ser muy preciso para la época, hasta el punto que los árabes le dieron el sobrenombre de “Al Magesti”, el más grande.
      El Almagesto fue aceptado hasta el siglo XVI. Los números cuadraban y las matemáticas funcionaban, pero…el planteamiento era incorrecto.

      Yo te lo vuelvo a preguntar, si te parece muy atrevido, que un profesor de física y química diga a sus alumnos que los electrones se mueven dentro de un átomo “como si se teletransportaran”. ¿Por qué no? Se encuentran en orbitales y parece que no se mueven de ahí, pero no orbitan, aunque se ven sometidos a la atracción del núcleo mediante la fuerza eléctrica, entonces ¿por qué no pueden moverse teletransportándose a sitios, de una forma aleatoria, pero siempre dentro de su orbital?
      Y te lo pregunto a ti porque veo que sabes bastante más de física que yo, y yo no quiero mentir a mis alumnos, pero me da la sensación que con la física cuántica estamos todavía “en pañales” y que dentro de unos cientos de años igual se ríen de nosotros por proponer teorías tan complejas como el tema de los electrones ocupando unos orbitales con unas formas muy dispares.

      Pasa lo mismo con el espín del electrón, que nadie te sabe explicar que coño es, porque lo de que el electrón es como una esfera maciza y el espín es el sentido de giro sobre sí mismo resulta que es mentira, porque las matemáticas así lo dicen. Eso es justo lo que ponen todos los libros de bachillerato acerca del espín del electrón.
      Si les digo que el espín es una propiedad que tiene el electrón que le hace comportarse de forma diferente cuando es sometido a un campo magnético externo me miran con cara de póker, y no me extraña, porque esa definición tampoco explica que cojones es el espín del electrón.

      Gracias por tu tiempo y perdona por la chapa. La cuántica me genera muchas dudas y me da rabia transmitirlas a mis alumnos, así que cuanta más información mejor, aunque creo que no tendremos las ideas claras hasta dentro de muchos muchos años (ya no estaremos aquí para contarlo).

      Saludoss

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      • Yo lo veo de la siguiente manera:
        El electrón no se mueve de un punto a otro. El electrón es una onda de probabilidad estacionaria que oscila y ocupa todo el «orbital». Cada punto de esa nube es una materialización del electrón cuando esa onda colapsa por la interacción con algún aparato de medida.
        El electrón no se teletransporta entre esos puntos sino que, cuando no se visualiza como partícula, es decir, cuando no hay interacción, es una onda de probabilidad y cuando «lo miras» para ver donde está, colapsa la función de onda y «aparece» en un punto.
        En sentido figurado sí podemos decir que aparece cada vez en un sitio distinto como si fuera una partícula que se hubiese «teletransportado» de un sitio al otro, pero lo que ocurre realmente es que es una onda y en cada interacción esa onda colapsa y la partícula «aparece» en el punto más probable.

        Y en cuanto al spin. Seamos sinceros. No sabemos lo que es. El problema de las analogías en Cuántica es que puede ser peor el remedio que la enfermedad, ya que podemos crearnos una imagen completamente falsa del concepto que queremos comprender.

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        • Perfectamente explicado, ahora entiendo mejor la idea de “nube de probabilidad”. Y lo del spin gracias por tu aportación, me quedo más tranquilo porque según ese concepto del electrón como onda de probabilidad nos es imposible imaginarnos qué es el spin, ni creo q lo lleguemos a comprender algún día, por lo menos nosotros.

          Muchas gracias Lorenzo.

          Saludoss!

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    • Yo pienso que las matemáticas no son algo «puesto» en el Universo pero extrínsecas a este, sino que forman parte de su propia estructura. Así, los matemáticos no las han inventado, sino que las han ido descubriendo y expresando según un «lenguaje» que nos resulta manejable y comprensible. Este sí se podría decir que es una invención humana. Pero no aquello que estudia las matemáticas. Por eso las «leyes universales», las constantes, etc, pueden definir y representar los fenómenos naturales

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      • No veo que ni Hugo ni Lourdes hayan comprendido lo que intento expresar.
        De modo que vuestras respuestas están en otro plano.
        Aunque sí hay ciertas cosas que apuntan al Misterio… El entrelazamiento cuántico, (una velocidad tan instantánea que no se puede medir ni en múltiplos de la velocidad de la Luz)… el spin del electrón, el neutrino, el mismo fotón…
        El no saber por qué de tantas cosas… Por qué se comportan como onda o partícula según las «circunstancias».
        Por qué tienen «sabores». Por qué los fotones replican la cadena de ADN y mantienen la estructura «fantasmal» cuando se retira el material genético?
        Por qué se duda ahora de que la Gravedad sea una fuerza distinta del Electromagnetismo, sino una manifestación más de éste.
        Por qué cuando desintegramos protones aparecen más y más subparticulas efímeras, bosones, etc…
        Por qué si vamos del Microcosmos al Macrocosmos nos encontramos también que cuanto más conocemos, más preguntas sin respuesta encontramos?
        Por qué el Webb nos muestra Galaxias complejas y evolucionadas casi desde ¿El Principio de los Tiempos y el Espacio? Si ello no es posible según las Teorías Cosmológicas actuales…
        Por qué la Radiación de Fondo así como el Corrimiento al Rojo en función y proporción a la distancia, no pueden estar malinterpretadas?
        Por qué, a pesar del Caos aparente, mirado de forma miope o superficial, todo tiene un orden PERFECTO y sin embargo, en continua Evolución, cuando lo miramos holísticamente, micro y macro y descubrimos su semejanza con los fractales?
        O con la estructura neuronal de nuestros cerebros?
        Por qué nos empeñamos en construir un paradigma absurdo e imposible, al fundamentar todo, no solo la ciencia, sino la estructura socioeconómica y las relaciones con el Medio Natural y hasta el Entorno Cósmico, en que la «Materia» evoluciona por sí misma hasta crear la «Conciencia» como réplica electromagnética del conjunto neuronal cerebral?
        Porque si esto fuera así, nada, absolutamente Nada, tiene sentido.
        Para qué la Filosofía, el Arte, la Ética, la Moral, la Solidaridad, la Ternura, el Perdón, la Compasión… Genuinas? O el AMOR?
        Para qué si todo muere y nada queda?
        La ciencia es la llave que nos faculta el uso de las fuerzas y los fenómenos que ya existen y en la práctica, siempre han existido, estemos o no para observarlos o seamos «conscientes» de ello. De ahí el gato muerto o vivo.
        Pero es solo un instrumento. La ciencia no es ni debe ser una Religión, porque no es dios ni debe ser diablo. Y por tanto no debe anatematizar otros «conceptos».
        De modo que decir: «… pues pareciera que tienen Conciencia, cuando «nada más lejos de la realidad»!!!???» es indudablemente muy atrevido para alguien que como cualquier otro mortal, no tiene ni la más somera idea de lo que ÉS la «REALIDAD».
        Lo que yo afirmo, sin ningún género de dudas, pues está constatado y corroborado con la experiencia directa, personal e intransferible, es justo lo contrario del Paradigma actual, tuerto, medio ciego, sin relieve, cartesiano… Y responsable de todos nuestros males y dolor «existencial»: «Pienso, luego existo».
        Es justamente lo contrario:
        «Existo, siempre existo, luego pienso»
        Es decir. El pensamiento lo crea la mente cerebral. Es un subproducto circunstancial, temporal, eventual.
        En cambio, la Conciencia, la Existencia, la Inteligencia, no están sujetas al pensamiento neuronal, material y transitorio.
        Por todo lo que Sé, he acuñado este Koan:
        Ni ciencia sin Con-Ciencia
        Ni razón sin Co-Razón
        Ni estética sin Ética
        Muchos me echarán los perros, pero ahí va otro Koan:
        Si entiendes, las cosas son como son.
        Si No entiendes, las cosas son como son.
        El AMOR es la clave definitiva entre ambos mundos. Por ello:
        Salud y Amor!

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        • Muchas gracias por tu tiempo Carlos y por tu respuesta.

          Yo como profesor busco la mejor manera de transmitir la información para que mis alumnos me entiendan, y el problema aquí no es que yo entienda o deje de entender que el electrón es “como una nube de probabilidad”, el verdadero problema es que si yo le cuento eso a mis alumnos de 16 – 18 años van a imaginarse algo muy raro, ya que su cerebro buscará un símil en el mundo macroscópico en el que vivimos. Se imaginarán al electrón como una nube de algodón, o una nube de agua de las del cielo, como desparramada en las cercanías del núcleo del átomo.

          No puedo decirles eso porque no le van a encontrar ningún sentido, y si tampoco puedo decirles lo de la teletransportación (que es algo que me he imaginado yo porque quiero que el electrón siga siendo esa partícula con forma de esfera que los libros de texto me han dicho toda la vida), pues les diré que NO LO SÉ, y mira que me jode dejar sin respuesta una pregunta, pues nunca lo hago, pero en este caso la respuesta va a generar más dudas que la propia pregunta.

          De nuevo muchas gracias por dedicar tu tiempo en contestarme. Saludos!

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          • Hola Hugo,
            Muchas gracias a tí por tu auténtica vocación de transmitir y buscar la mejor forma de hacerlo.
            No obstante, la mía es intentar introducir en este mundo tan contradictorio como paradójico, es decir, tan materialista como virtual a la vez, la Duda… Sobre todo lo que vemos u observamos con ojos muy limitados a un espectro de colores y los oídos a uno de sonidos. Cuando en verdad los colores emiten sonidos y viceversa.
            Dicen que el Sabio siempre duda. El ignorante siempre está seguro…
            Todo lo que observamos con los ojos sea directamente o a través de microscopios o telescopios, viene mediatizado, condicionado por formación académica o por cultura, tradición, religión, ideologías, etc…
            Una mirada limpia que observé sin prejuzgar… Es casi imposible de encontrar.
            Sin embargo, esa visión que «contemple» sin ninguna mente detrás, es imprescindible a la hora de Entender, Comprender qué Somos, De dónde Venimos y a dónde Vamos.
            Y si no comenzamos a inculcar esa forma de Ser, desde la infancia incluso, la Humanidad no tiene ni cura ni esperanza de redimirse de sus muchos errores colectivos, que a la postre nos conducen desbocados a un Abismo.
            Es justamente, el pensamiento abstracto el que nos abre las puertas de la percepción y de la creatividad por tanto, de ser Libres interiormente y por ello poder desarrollar nuestro potencial y originalidad, nuestro talento particular, como ser diferente de cualquier otro.
            Y bien cierto es, que si no se introducen esas posibilidades a los jóvenes, su mente difícilmente podrá concebirlas en un mundo muy encorsetado a concebirlo todo desde dogmas o consignas o premisas ya establecidas como hechos, … Aunque no lo sean.
            Y esto ocurre en todas las disciplinas. Astrofísica, Física y La Cuántica también, Biología, Química Sociología, Psicología, Psiquitria, Política, Religión… Incluso en Filosofía y Artes, se crean terrenos vedados y modas y prejuicios …
            Por eso te comento y debato, porque yo también he tenido fases de docencia y creo que es uno de los oficios más importantes que existen, si no es el Primordial…
            Informamos, pero Ni Formamos al Ser Humano que hay detrás de cada nombre de pila, que nadie ha escogido libremente. Hasta eso es un condicionamiento.
            Y olvidamos los axiomas principales.
            La Energía ni se crea ni se destruye. Solo se transforma.
            La Materia es otro estado de la Energía.
            Todo depende de la vibración.
            La Vibración es susceptible a la Mente.
            La Mente Cerebral es como un Superordenador, transitorio, inmensamente potente, pero limitado a la caja craneal.
            El Tiempo está íntimamente relacionado con la velocidad y el espacio. Pero si llevamos la velocidad mental a Cero, el Tiempo y el Espacio colapsan. Y como dijo William Blake, entonces todo aparece al Ser como realmente es… Infinito.
            Insisto y termino.
            Como Educador es imperioso transmitir esa sensación.
            La Vida es una infinita Maravilla y un Misterio que no debe ser diseccionado en términos puramente científicos o matemáticos. Sino aprehendido desde «Algo» interior difícil de describir con palabras.
            Es como una Emoción Intensa inefable. Y entonces te fundes con el Otro o el Observador y lo observado es la Misma Cosa.
            Y conllevan euforia, dicha y Libertad Suprema.
            Salud y Amor, Hermano!

          • Buenos dias Hugo, por si te sirve te invito a consultar Átomo de Hidrógeno 2020 y Átomos de Santa Cruz, si te gusta puedes divulgarlos entre otros profesores y alumnos ,Gracias.
            Un cordial saludo Txomin Peña

        • Hola, Carlos, coincido completamente con lo que explicas. Siempre ha sido ese mi punto de vista. Mi comentario no iba destinado a discutir nada de lo que se planteaba o salía a colación aquí, por eso mismo dices lo de «están en otro plano». Mi intención era simplemente ofrecer mi punto de vista, que no sólo no está reñido con el tuyo, sino que es complementario. No quiero dejar de felicitarte y agradecerte por tus artículos tan claros, amenos y que además no renuncian al sentido transcendente de la existencia. Paz y amor ☮️

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          • Es cierto, Lourdes. Tienes razón.
            De hecho tu comentario coincide completamente con el mío en el aspecto matemático.
            Simplemente te interpreté con dudas sobre lo que querías expresar, al limitarse al aspecto matemático.
            Ahora te entiendo correctamente.
            Discúlpame.
            Salud y Amor, Hermana!

    • Sin ánimo de contradecir, pero ninguna constante física es «constante», de hecho tienen rangos de variación, o sea, muestran desviaciones. Lo que se muestra como «valor constante» es un promedio.

      Responder

  6. Por qué no te atreves a decir que los electrones actúan como si se teletransportaran de un sitio a otro?
    Hablas de órbita, pero no de orbital, aunque si mencionas a Schrodinger, pero falta aclarar el concepto de orbital de un átomo. En un orbital híbrido Sp3 por ejemplo ya la probabilidad de encontrar al electrón justo en el núcleo es mínima.

    Responder

    • Os invito a ver Átomo de hidrógeno 2020 y Átomos de Santacruz donde los electrones no giran en órbitas, por lo que no existe momento angular L. Creando un Conflicto no existe principio de incertidumbre..¿ El electrón gira y orbita o vibra ligado al nucleo? Un saludo Txomin Peña

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  7. Después de haber intentado explicar unas cuantas veces los modelos atómicos en clase(20 años de docencia) y haber recibido varias clases más como alumnos, creo que es de las mejores explicaciones que he visto sobre el modelo atómico. Congratulaciones y gracias, disfrute leyéndolo

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  8. Adrián, tu artículo y las disertaciones provocadas por las preguntas es de los temas más interesantes que he leído en mi vida, lo guardo en docuemto y en la mente. Mil gracias.

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  9. Fantástico!!! Hoy con 80 años he recibido una explicación científica filosófica digna de un gran maestro.
    Muchas gracias por el aula.

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  10. Les invito a ver Átomo de hidrógeno 2020 y Átomo s de Santa Cruz. Donde no existe momento angular L, por lo que el principio de incertidumbre no puede existir creando un Conflicto.. ¿ Los electrones giran o vibran.? UN SALUDO
    TXOMIN PEÑA

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  12. Arta iformación pero un detalle, si nos vamos a tu resumen final,

    «no son bolitas definidas orbitando sino nubes de probabilidad, con cierta amplitud de probabilidad de estar en el núcleo pero también a un kilómetro de este.»

    Entonces habría que empezar por reformular la pregunta, «¿Por qué las nubes de posibilidades no caen al núcleo del atomo?

    Por que al final no se respondió la pregunta, tenemos arta información hoy en día pero no es toda, quizás sería mejor decir, aún existen fuerzas y algo ahí que aún no entendemos… por que la pregunta fue de electrones no de nubes de posibilidades. Se entiende clara tu respuesta pero yo no la comparto… aún así siempre es bueno leer… saludos…

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    • Buenas Juan Antonio. Precisamente la respuesta estaba un poquito más arriba: no se caen… porque ya están en el núcleo. Tienen cierta probabilidad de estar ahí. No están orbitando el átomo y por tanto no aplica la idea de que pierdan energía y por tanto caigan al núcleo. Están en estados estacionarios (estados que no varían con el tiempo) de energía constante con cierta probabilidad de encontrarse en todos los puntos del espacio (núcleo incluído) y por eso no tiene sentido preguntarse por qué no se caen.

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