¿Por qué los electrones no se "pierden"?

De acuerdo con la mecánica cuántica, la existencia de un electrón en un lugar depende de la función de onda que, a su vez, nos da la probabilidad de que un electrón esté allí. Y para algunos lugares especiales, como los nodos de un átomo, la probabilidad de encontrar un electrón se reduce a cero. Pero en todos los demás puntos posibles de todo el universo, existe una probabilidad distinta de cero de encontrar un electrón. Esto es lo que sé (corríjanme si me equivoco).

Ahora esta es mi pregunta. Supongamos que un electrón se alejó tanto que ahora está más cerca del núcleo de otro átomo que del núcleo de su átomo original. Ahora, ¿cómo sabe el electrón a qué átomo pertenecía originalmente? Y con tantos electrones que nos rodean, este proceso de entremezclar electrones de un átomo a otro debería ocurrir de manera bastante espontánea. Pero, que yo sepa, no vemos electrones moviéndose de un átomo a otro muy a menudo. Sí, hay casos de formación y conducción de enlaces iónicos donde hay movimiento aparente y transferencia de electrones, pero ¿por qué no en todas partes?

Y las implicaciones de que los electrones "se pierdan" son drásticas. Las configuraciones electrónicas de los átomos ya no importarían. Casi toda la materia que nos rodea se ionizaría y también emitiría (con suerte) espectros de líneas hermosos y coloridos. Pero en realidad, ninguna de estas fantasías existe. ¿Por qué?

Respuestas (1)

  1. Las partículas cuánticas son indistinguibles. No se puede "etiquetar" los electrones. Entonces, un estado en el que se intercambian dos electrones es el mismo estado que el original.

  2. La probabilidad de que un electrón se encuentre muy lejos del núcleo es muy baja.

  3. Para calcular la probabilidad de que un electrón "salte" de un átomo a otro átomo, debe usar la función de onda para todo el sistema (con dos o más átomos). Resolviéndolo puedes encontrar la probabilidad de una transferencia de electrones. Si los dos átomos están a una distancia mucho mayor que los enlaces químicos típicos, esa probabilidad será muy baja.

En conclusión, la razón por la que no vemos que los electrones "se pierdan" es la muy baja probabilidad de que tal evento suceda.

¡¡Gracias por la respuesta!! Pero en su primer punto, dijo que "las partículas cuánticas son indistinguibles". Pero se pueden distinguir por su giro. Además, ¿qué pasa si un electrón que tiene un espín positivo ( + 1 2 ) entra en un átomo donde todos los números cuánticos correspondientes a este electrón errante ya están atribuidos a algún otro electrón. Entonces, ¿no violará el principio de exclusión de Pauli?
Como dije, necesitas usar la función de onda de todo el sistema (ambos átomos) en este caso. No habrá estado propio que viole el principio de exclusión, por lo que la probabilidad de que tal evento suceda es 0.
Creo que dejaré de lado el tratamiento matemático real para otro día, ya que en este momento no sé mucho de mecánica cuántica. Aprecio tu ayuda. ¡Gracias de nuevo!
No es necesario saber matemáticas para entender. Si consideras un solo átomo, después de hacer los cálculos obtienes una probabilidad P1 de encontrar el electrón en la posición X, a 1 km del núcleo. Esto supone que su átomo está solo en el universo, por eso su sistema consta de un solo átomo. Si tienes dos átomos, con el segundo ubicado en X tendrás una función de onda diferente y, al resolverlo, obtendrás una probabilidad diferente, P2, de encontrar tu electrón dentro del átomo distante. La probabilidad de encontrar dos electrones en el mismo estado en este átomo será 0, de acuerdo con Pauli.
¡¡Veo!! Tu comentario me despeja las dudas que te planteé en los comentarios. Ahora entiendo la falacia en mi reclamo de violación del principio de exclusión. Gracias.