La scienza è una disciplina costruita sul cambiamento costante. Teoria atomica moderna è relativamente nuova, con radici a malapena un secolo di vita, ma in quel breve tempo, ha subito cambiamenti radicali. Questi cambiamenti rendono più vecchi modelli obsolete o inadeguate a spiegare cosa sta succedendo all'interno dell'atomo. Per rispondere perché gli elettroni soggiorno nella loro orbita intorno a lui il nucleo è un'operazione complessa che richiede di conoscere meglio la natura stessa della materia stessa.
Modello elementare dell'atomo
Il modello elementare dell'atomo (spesso chiamato il modello di Bohr) è raffigurato molto similmente a un diagramma del sistema solare. In questo modello, il nucleo denso composto da neutroni elettricamente neutri e protoni positivamente caricati sono circondati da elettroni negativamente caricati. Questi elettroni vengono visualizzati come un cerchietto il nucleo come pianeti intorno al nucleare denso "sole". Tuttavia, questo modello (al massimo) è un'immagine incompleta di quello che sta succedendo all'interno dell'atomo. Questo modello non trova molte caratteristiche chiave per descrivere l'atomo con precisione.
Duplice natura dell'elettrone
L'elettrone è una strana entità. In alcune circostanze, può agire come una particella, ma sotto altri, si comporta come un'onda. In un filo di rame, l'elettricità è il movimento di una collezione di elettroni discreti (ogni comportarsi come una particella). Negli esperimenti dove gli scienziati li passano attraverso le fessure, tuttavia, gli elettroni creare pattern di interferenza che potrebbe essere realizzata solo se hanno agito come onde. Per questo motivo, qualsiasi modello che vede l'elettrone come un'onda o particella (e non entrambi) è incompleto.
Principio di indeterminazione di Heisenberg
Heisenberg era uno scienziato tedesco che ha scoperto un rapporto fra posizione e quantità di moto che può essere riassunta più semplicemente affermando c'è un limite a quanto si può sapere qualcosa. In altre parole, per il solo fatto di cercare di misurare informazioni su un elettrone, è modificare. Ciò significa che qualsiasi modello che tenta di rappresentare l'elettrone come mantenere un'orbita singolare è impreciso. Un corretto modello di atomo deve considerare la natura incerta dell'elettrone in posizione ed energia, come pure la forma.
Modello atomico moderno
Il moderno modello atomico Visualizza gli elettroni come esistente in orbitali di tipo cloud anziché orbite ellittiche. La ragione di questo è perché l'incertezza della posizione e la forma dell'elettrone è meglio descritta da una formula di probabilità. Mentre la carica positiva dei protoni nel nucleo causano un pull elettrostatico che attrae la nuvola elettronica, non è sufficiente per causare la nube dell'elettrone al collasso. In breve, l'energia cinetica della nube dell'elettrone è equilibrata contro l'energia elettrica che lo tira verso il nucleo. L'orbita viene mantenuta perché richiederebbe più energia per tirare la nube di elettroni nel nucleo di carica elettrica può fornire.