Porqué los electrones libres quedan atrapados en los átomos, aunque estos queden cargados negativamente.

[diezmil]

Hola, los electrones libres son atrapados en un material, aunque ese material tenga más protones que electrones, es decir, esté cargado negativamente. No alcanzo a comprender porque quedan atrapados. Por ejemplo en las placas de un condensador, los electrones no saltan de una placa a la otra, aunque el medio de separación sea el vacío.
Gracias de antemano.

[carroza]

Hola. La respuesta tiene que ver con la energía. Un sistema neutro que captura un electrón puede tener una energía más baja que el sistema neutro y el electrón por separado.

Un ejemplo. Un átomo de hidrógeno está formado por un protón y un electrón. Un ión negativo de hidrógeno, H-, está formado por un protón y dos electrones. La energía del H- es inferior a la energía del atomo de hidrógeno más la del electron por separado. Por eso un atomo de hidrógeno puede capturar electrones.

La cantidad de energía que libera un atomo neutro cuando captura un electrón se llama afinidad electrónica.https://es.wikipedia.org/wiki/Afinidad_electr%C3%B3nica

[diezmil]

Muchas gracias, eso en cuanto a energías, me queda claro. Quizás podría replantear la pregunta, ¿Qué fuerza provoca que esa energía sea más baja? tal vez se deba a una atracción electromagnética, debido al movimiento orbital de los electrones? Porque entiendo que desde el punto de vista electrostático y según Gauss, no hay atracción al resultar un balance de cargas neutras antes de atraer a ese electrón, verdad? o se debe a otro tipo de fuerzas? gracias de nuevo.

[carroza]

Hola.

El teorema de Gauss, para concluir que una distribucion de cargas con balance neutro no atraiga a otro electrón, requiere: 1) Que la distribución de cargas sea esférica. 2) que el electrón esté fuera de la distribución de cargas.

Ninguna de estas condiciones se cumplen para un ión negativo.

Para hacerte una idea cuantitativa de esto, imagina que tu "atomo neutro" está compuesto por un protón en el origen (0,0,0) y un electrón en la posición (0,0,R). Ahora, sitúa otro electrón en la posición (0,0,-R) y evalúa la fuerza electrostática del "atomo neutro" sobre el electrón.

Un saludo

[diezmil]

Ahora creo que sí lo tengo. Muchas gracias.