電子の正確な動作は、特定の場所で電子を見つける確率を予測する複雑な波動関数によって記述されます。これらの波動関数は、量子力学の基本方程式であるSchrödinger方程式によって支配されています。
電子の波動関数の重要な特徴の1つは、それらが安定していることです。つまり、崩壊したり、突然の変化を受けたりしないことを意味します。この安定性は、電子が核に渦巻くのを防ぐために重要です。
電子がらせん状の経路をたどると、負に帯電した電子と正に帯電した核との間の魅力的な静電力により、核に近づくとエネルギーが減少します。古典的な電磁気によると、このエネルギーの損失は、電子を内側に螺旋状にし、最終的に核と衝突するでしょう。
ただし、量子力学はそのような古典的な崩壊を禁止しています。代わりに、電子の波動関数は、その安定性を維持する特定の方法でのみ変化します。これは、電子のエネルギーがQuantaと呼ばれる離散量でのみ変化することができることを意味します。
原子内の電子の許容エネルギーレベルは、原子数（陽子の数）、電子の数、電子間の相互作用など、さまざまな因子によって決定されます。各エネルギーレベルは、電子が核の周りの異なる軌道を占める特定の電子構成に対応します。
原子の電子は、利用可能な最低のエネルギーレベルを占めているため、核に渦巻くのではなく、安定した軌道にとどまる理由です。電子がこれらの安定した軌道を占有するのに十分なエネルギーを持っている限り、それらは自発的な崩壊を受けません。
要約すると、電子の波粒子の二重性、波動関数の安定性、およびエネルギーレベルの量子化により、電子が核に渦巻くのが防止されます。量子力学は、電子の挙動を説明し、原子内の安定した存在を説明する一貫したフレームワークを提供します。
