Почему электроны в атоме не попадают в ядро?

Электроны в атоме действительно попадают в ядро. Фактически, электроны в s- состояниях стремятся достичь пика на ядре. Электроны — это не маленькие шарики, которые могут упасть в ядро ​​под действием электростатического притяжения. 

Скорее, электроны — это квантованные волновые функции, которые распространяются в пространстве и иногда могут действовать как частицы ограниченным образом. Электрон в атоме распространяется согласно своей энергии. Состояния с большей энергией более разбросаны. Все электронные состояния перекрываются с ядром, поэтому концепция «падения» или «входа» электрона в ядро ​​не имеет смысла. Электроны всегда частично находятся в ядре.

Если предполагалось задать вопрос: «Почему электроны в атоме не локализуются в ядре?» тогда ответ по-прежнему «они это делают». Электроны могут локализоваться в ядре, но для этого требуется взаимодействие. Этот процесс известен как «захват электронов» и является важным способом радиоактивного распада. 

При захвате электрона он поглощается протоном в ядре, превращая протон в нейтрон. Электрон начинается как обычный атомный электрон, с его волновой функцией, распространяющейся через атом и перекрывающейся с ядром.

Со временем электрон вступает в реакцию с протоном через его перекрывающуюся часть, коллапсирует в точку в ядре и исчезает, когда становится частью нового нейтрона. Поскольку в атоме теперь на один протон меньше, захват электронов — это тип радиоактивного распада, при котором один элемент превращается в другой.

Если предполагалось задать вопрос: «Почему локализации электронов в ядре происходит редко?», тогда ответ таков: требуется взаимодействие в ядре, чтобы полностью локализовать электрон там, и электрону часто не с чем взаимодействовать.

Электрон будет реагировать с протоном только в ядро посредством захвата электрона, если в ядре слишком много протонов. Когда протонов слишком много, некоторые из внешних протонов слабо связаны и более свободны для взаимодействия с электроном.

Но большинство атомов не имеют слишком много протонов, поэтому электрону не с чем взаимодействовать. В результате каждый электрон в стабильном атоме остается в своей форме расширенной волновой функции.

Каждый электрон продолжает «течь» внутрь, наружу и вокруг ядра, не находя в ядре ничего, с чем можно было бы взаимодействовать, что разрушило бы его внутри ядра. Это тоже хорошо, потому что, если бы захват электронов был более распространен, материя не была бы стабильной, а коллапсировала бы до горстки ядер.