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为什么越靠近原子核,电子的能量越低。电子和原子核不是因为电性相反而互相吸引吗?

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解决时间 2021-01-18 20:15
为什么越靠近原子核,电子的能量越低。电子和原子核不是因为电性相反而互相吸引吗?
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在粒子世界中,除非是正物质对反物质相遇,很容易碰到一起发生湮灭反应。在正常情况下都有一个特性,当它们距离越来越近直到突破一个临界值时,相互之间就会在瞬间产生一个巨大的斥力(核力)来阻止它们进一步接近。所以在绝大多数情况下,这些粒子都不会碰撞到一起。

电子和质子之间虽然带不同电荷,但它们都是“正”物质,所以它们之间也会受到这种力的约束。只有当核聚变(或者裂变)发生时,原子核之间发生剧烈撞击,导致原子核内的质子中的电荷粒子(反电子)被“撞”出原子核”,质子衰变成中子,反电子离开原子核向飞出时接触到电子(正电子),正反电子才能在不受核力干扰的情况下,在电磁力异性相吸的作用下顺利结合。

而要想让电子主动进入原子核,宇宙中唯一的可能只有当大质量恒星死亡的瞬间塌缩时,巨大的引力克服原子核内的核力和库仑力(两种斥力),强行将电子压入原子核内才有可能发生,但在绝大多数情况下是不会发生这种情况的。

不过核力也有一个特性,它根据距离的不同,会由相斥转换成吸引。在小于2*10^-15m时,核力生效,但表现为斥力。如果有一个更强大的力将物质强行压近,当距离达到一个新的临界值0.8*10^-15m后,核力会转换为吸引,而且吸引力会非常强大。核力是宇宙中4个基本力中最强大的力,无论它的表现形式是相斥还是吸引(引力靠的是以数量取胜)。这种强大的吸引力会使得原子核内的质子和中子牢牢结合在一起。
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因为粒子见引力和斥力是同时存在的,没有一个电子过于接近原子核,从而使电子不会被吸引到原子中心。又根据能量最低原理在不违反泡利原理、和洪特规则的条件下,电子优先占据能量较低的原子轨道,使整个原子体系能量处于最低,这样的状态是原子的基态。【原子轨道能量的高低主要由主量子数n和角量子数l决定。当l相同时,n越大,原子轨道能量E越高,当n相同时,l越大,能级也越高,】由于其他电子的存在往往减弱了原子核对外层电子的吸引力,所以越靠外的电子越快,携带的能量就越大。相反越靠内的能量越小。追问你回答得好深奥。。。。。。。。能不能通俗点,一般人能接受的。。
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