O átomo é a menor unidade de matéria que pode existir e é formado por elétrons orbitando ao redor do núcleo. O núcleo, por sua vez, é composto por prótons e nêutrons, que fornecem a maior parte da massa do átomo. Como o elétron possui uma carga negativa e o núcleo uma carga positiva, surge a seguinte dúvida: por que o elétron não se choca com o núcleo?
Para responder a essa pergunta, precisamos entender a natureza da força que mantém o elétron em sua órbita circular. Essa força é conhecida como força eletromagnética e é uma das quatro forças fundamentais da natureza - as outras são a força nuclear forte, a força nuclear fraca e a gravidade. A força eletromagnética é responsável pela interação entre partículas com carga elétrica e é a força que faz com que ímãs se atraiam ou se repilam.
No caso do átomo, a força eletromagnética é responsável por manter o elétron em sua órbita circular ao redor do núcleo. Essa força é gerada pela interação entre a carga negativa do elétron e a carga positiva do próton no núcleo. O elétron é atraído para o núcleo pela força eletromagnética, mas sua energia cinética o mantém em órbita ao invés de cair diretamente para o núcleo.
A física quântica desempenha um papel crucial aqui, pois a teoria clássica da física não é suficiente para explicar a estabilidade do átomo. Na física quântica, o elétron é descrito como uma onda de probabilidade, que representa a probabilidade de encontrarmos o elétron em uma determinada posição dentro da órbita circular. Essa onda de probabilidade descreve como o elétron se comporta em uma escala microscópica e é usada para calcular a energia do elétron.
Além disso, a física quântica também explica que o elétron pode possuir apenas certas quantidades discretas de energia, o que é conhecido como estados estacionários. Quando o elétron é perturbado e recebe energia suficiente, ele pode saltar para um estado de energia mais elevado. Quando o elétron retorna ao seu estado original, ele emite energia na forma de luz ou calor. Essa é a base da espectroscopia, uma técnica usada para estudar a estrutura atômica.
Em resumo, o elétron não colide com o núcleo porque a força eletromagnética o mantém em órbita circular e sua energia cinética o impede de cair diretamente para o núcleo. Além disso, a física quântica explica que o comportamento do elétron é descrito como uma onda de probabilidade e que ele pode possuir apenas quantidades discretas de energia, o que resulta em estados estacionários distinctos. A compreensão desses conceitos é fundamental para entender a estrutura atômica e para o desenvolvimento de tecnologias relacionadas, como os lasers e os computadores quânticos.
