O elétron em um átomo de hidrogênio não colide com o próton devido às leis da mecânica quântica. Na mecânica quântica, elétrons e prótons são descritos como funções de onda, que são funções matemáticas que descrevem o estado do sistema. As funções de onda dos elétrons e prótons estão espalhadas por uma região do espaço, e a probabilidade de encontrar um elétron ou próton em um local específico é dada pelo quadrado da função de onda.

As funções de onda dos elétrons e prótons em um átomo de hidrogênio são tais que a probabilidade de encontrar um elétron no mesmo local que um próton é muito pequena. Isso ocorre porque as funções de onda dos elétrons e prótons têm formas diferentes e também são separadas por uma região do espaço conhecida como “raio de Bohr”. O raio de Bohr é a distância média entre o elétron e o próton em um átomo de hidrogênio.

As leis da mecânica quântica também evitam que o elétron espirale em direção ao próton. Isso ocorre porque o elétron tem uma certa quantidade de momento angular, que é uma medida de sua rotação. O momento angular do elétron o mantém em órbita ao redor do próton.

Na física clássica, um elétron espiralaria em direção ao próton porque estaria constantemente perdendo energia através da radiação eletromagnética. Contudo, na mecânica quântica, o elétron só pode perder energia em quantidades discretas, conhecidas como quanta. A quantidade de energia que o elétron pode perder é determinada pela diferença entre os níveis de energia das órbitas do elétron. Os níveis de energia das órbitas do elétron são quantizados, o que significa que só podem ter determinados valores.

O nível de energia mais baixo do elétron em um átomo de hidrogênio é conhecido como “estado fundamental”. O elétron não pode perder energia e espiralar em direção ao próton, a menos que tenha energia suficiente para atingir o próximo nível de energia, que é conhecido como “estado excitado”. A energia necessária para excitar o elétron para o próximo nível de energia é maior do que a energia que o elétron pode perder através da radiação eletromagnética. É por isso que o elétron não espirala em direção ao próton.