Warum vereinigen sich Elektronen und Protonen nicht, und werden zum Neutron?
2 Antworten
Die Masse eines Neutrons ist höher als die Summe der Massen von Proton und Elektron. Eine solche Reaktion ist also nicht isoliert möglich.
In manchen Fällen ist die Reaktion allerdings energetisch günstig:
Bei einem Elektroneneinfang wird ein Elektron aus der Elektronenhülle vom Kern eingefangen, wobei ein Proton in ein Neutron umgewandelt wird. Dies ist möglich, wenn die Energiebilanz positiv ist, also wenn das Atom mehr Masse gewinnt als die Bindungsenergie des Elektrons (dividiert durch c^2). Insbesondere ist dies immer der Fall, wenn auch ein Beta-plus-Zerfall möglich ist.
Daneben spielt die Reaktion eine wichtige Rolle bei der Bildung von Neutronensternen, vgl. die Antwort von Hamburger02.
Wenn man Protonen mit Elektronen beschießt, verschmelzen die schon. Im Atom passiert das nicht, weil
- im Bohr'schen Atommodell die Elektronen zwar vom Kern angezogen werden, aber genügend Geschwindigkeit für eine Kreisbahn haben
- im Orbitalmodell die Aufenthaltswahrscheinlichkeit des Elektrons im Kern Null ist, die sich also nie begegnen.