¿Cómo podemos estar tan seguros de que los átomos tienen 99,9 espacios vacíos?

Puedes apostar que no lo es. El modelo de Bohr fue muy popular cuando los físicos comenzaron a estudiar la estructura atómica. Ve a los electrones como planetas y a los núcleos atómicos como soles. Genial para el hidrógeno, no mucho más. Incluso el hidrógeno tiene problemas. En primer lugar, los físicos deben suponer que los electrones se mueven dentro de una distancia determinada, a diferencia de los planetas y todo lo demás. En segundo lugar, si se fuerza a los electrones a seguir una trayectoria curva, emiten radiación. El electrón pierde energía y gira en espiral hacia el núcleo. Por alguna razón, los físicos tienen que asumir que no es así.

Olvida los modelos planetarios de los que has oído hablar. Esto no está bien. Es una pena que funcione tan bien con el hidrógeno porque todavía tenemos términos como órbita y giro. Al menos cuando los físicos hablan del sabor, el color y el encanto de los quarks, la gente no cree que en realidad sepan a chocolate, a azul o a algo frívolo.

Hay muchas ilustraciones del propio track. Este es un intento de mostrar cómo se ven en los átomos. Esto es argón. Hay una órbita interior con sólo dos electrones, otra órbita esférica con dos electrones, luego tres lóbulos con dos electrones cada uno y luego una capa exterior de una estructura repetitiva. ¿Dónde están entonces los electrones? En cualquier lugar del camino, en cualquier momento.

¿Cómo podrían estar todos en el mismo lugar? Imagínese una sala de conciertos. ¿Dónde están las notas del violín? Está por todo el pasillo, todo el tiempo. ¿Dónde están las notas de trompeta? Está por todo el pasillo, todo el tiempo. ¿Dónde están las notas de la flauta? Está por todo el pasillo, todo el tiempo. Todo esto sucede al mismo tiempo.

El modelo planetario de los electrones rodeando a los átomos es muy similar a imaginar pequeñas notas musicales visibles flotando desde una orquesta a través del aire hasta tus oídos.

Así que no hay espacio vacío en un átomo. También existe algo llamado exclusión de Pauli, que impide que partículas ocupen el mismo espacio si tienen las mismas propiedades cuánticas. Al intentar mover un átomo a través de otro, la repulsión de Pauli no permitirá que dos orbitales idénticos se superpongan. ¿Por qué? Eso es todo por el momento. El tiempo se describe como la manera en que Dios evita que todo suceda al mismo tiempo. Se puede considerar la incompatibilidad de Pauli como la forma en que Dios evita que todo suceda en el mismo lugar.

Algunas personas piensan que los electrones son ondas, mientras que otras piensan que los electrones son partículas. Todos, ninguno. No tienen una buena analogía con todo lo que hay en la escala atómica, y nosotros no tenemos una buena analogía con la escala de nuestra propia existencia. Cuando disparas electrones a una vieja pantalla de TV CRT, es muy eficiente pensar en los electrones como partículas. Cuando se utiliza un microscopio electrónico, la analogía de las ondas es mejor. Cuando estudias órbitas o diseñas microelectrónica utilizando la mecánica cuántica, tu única opción es profundizar en las matemáticas.