Science >> Wetenschap >  >> Chemie

Waarom worden elektronen aangetrokken door protonen?

De elektrostatische kracht tussen tegengestelde ladingen trekt negatief geladen elektronen aan naar positief geladen protonen. Deze kracht wordt gegeven door de wet van Coulomb, die stelt dat de kracht tussen twee puntladingen direct evenredig is met het product van de ladingen en omgekeerd evenredig met het kwadraat van de afstand ertussen.

$$ F =k \frac{|q_1||q_2|}{r^2} $$

Waar F de elektrostatische kracht is, is k de elektrostatische constante, zijn q_1 en q_2 de grootten van de ladingen, en is r de afstand tussen de ladingen.

In het geval van een elektron en een proton geldt:q_1 =-1,6 × 10^-19 C (de lading van een elektron) en q_2 =1,6 × 10^-19 C (de lading van een proton). De afstand daartussen ligt doorgaans in de orde van 1 x 10 ^ -10 m (de Bohr-straal). Als we deze waarden in de wet van Coulomb pluggen, krijgen we:

$$ F =(9 × 10^9 \frac{N m^2}{C^2}) \frac{(-1,6 × 10^{_19} C)(1,6 × 10^{-19} C)} {(1 × 10^{-10} m)^2} =-2,304 × 10^{−8} N $$

Dit negatieve teken geeft aan dat de kracht aantrekkelijk is. De omvang van deze kracht is erg klein, maar voldoende om het elektron in een baan rond de kern van een atoom te houden.