電子會像行星和太陽一樣圍繞原子旋轉嗎？

電子會像行星一樣圍繞圍繞原子旋轉嗎？其實不是，我們知道，原子「是」質子、電子和中子的集合，其中質子和中子形成中心核，電子以固定路徑或能級圍繞原子核旋轉，這是原子的傳統觀點。現代量子力學的觀點是電子佔據的概率軌道「雲」。電子在固定軌道上運動的概念從一開始就有一個嚴重的缺陷，一個移動的電荷會產生磁場並耗散能量，很快就會坍縮成原子核。

電子不是圍繞原子旋轉，而是圍繞原子核旋轉，原子核是質子和中子的核心。原子是整個單位，電子和原子核。

而且，電子並沒有像引力軌道上的物體那樣，沿著圍繞質子的線性軌道運動。事實上，由於原子核的質量很小，而電子的質量甚至更小，重力是原子中最不重要的力。相反帶電的質子和電子之間的電磁力，遠大於這些微小物體之間的引力。但是，等等，你可能會說，如果有這麼大的吸引力，電子不應該只是盤旋成質子嗎？這種窘境很好地說明了為什麼我們不能依賴經典物理學，經典物理學是為由數十億個原子組成的物體而建立的，對於單個原子中的粒子。因為是的，如果我們有兩個相反帶電的撞球，它們有微弱的引力相互作用和強大的電磁相互作用，它們就會相互碰撞！但是，電子又小又輕，我們不能把它當作經典物體。

這就是量子力學發揮作用的地方。作為一個整體，量子力學是一套用來描述量子物體的數學結構，它與經典的大尺度物理有很大的不同。量子力學可以產生各種有趣的結果，比如海森堡不確定性原理，它指出對於一些變量對，比如能量和時間，或者位置和動量（質量乘以速度），你能測量一個的精確程度取決於你測量另一個的精確程度。對於每一個變量對，兩者的測量都有一個基本的不確定度，雖然很小，但在量子尺度上就會變得相關。相關變量之間的最小不確定性是自然界的一個基本屬性，對於動力和位置，這引出了一個關於海森堡超速被攔下的老笑話：警官問：「你知道你當時開多快嗎？海森堡回答說：「沒有，但我知道我在哪裡！」

不確定度原理的意思是，電子實際上不能停留在原子核中。想像一下電子在原子核內的某個時刻：現在它的位置是眾所周知的，所以它的動量有很大的不確定性。因此，速度可能相當高，這意味著過一會兒電子就會遠離原子核。事實上，由於位置的不確定性，我們無法真正說出電子在空間中的位置。更準確地說，它的位置是由概率雲決定的，它在電子更可能（靠近原子核）的地方密度更大，而在電子不太可能（遠離原子核）的地方密度較小。這也考慮到了電子作為量子物體的波動性。

有了這些知識，我們就可以拋棄電子圍繞原子核運行的舊圖像。一個單一的電子，即使它可以作為一個單獨的、不可分割的粒子來測量，它還是以一團雲的形式存在於原子核周圍，雲就是電子。雲的形狀是由量子力學描述的，當我們向原子中添加更多的電子時，我們會發現整個電子云形狀的圖庫，這些形狀是原子間鍵合的核心。