在微观世界中，电子与原子核的关系错综复杂，关于 “电子是否会坠落到原子核上” 这一问题，不能一概而论。
严格来讲，一般情况下电子不会坠落到原子核上，但在特定且苛刻的条件下，电子是有可能坠入原子核的，不过这需要外界输入巨大的能量。
回溯到 19 世纪末至 20 世纪初，当时的许多科学家，包括声名远扬的汤姆逊和卢瑟福，都曾认为电子最终会掉入原子核内。这一观点的形成与当时的电磁学理论紧密相关。麦克斯韦提出了麦克斯韦方程，巧妙地统一了 “电” 与 “磁”，并极具前瞻性地预言了电磁波的存在。而后赫兹通过严谨的实验，成功证实了电磁波的真实存在。
依据麦克斯韦的电磁学理论，电子会持续不断地释放电磁波，在此过程中电子逐渐损失能量，其运行轨道也会随之越来越低，最终不可避免地坠入原子核中。基于此，汤姆逊提出了原子的 “枣糕模型”。在这个模型里，原子就如同一块枣糕，电子均匀地镶嵌在其中，分布于原子内部。
卢瑟福作为汤姆逊的学生，原本试图通过实验来证明老师的观点。
于是，他进行了那个具有里程碑意义的 α 粒子散射实验。α 粒子实际上就是氦核，它由两个中子和两个质子组成。卢瑟福以氦核作为 “子弹” 去轰击金箔，期望借此探究原子核内部的结构。
按照汤姆逊的枣糕模型，原子内部应该是均匀的。所以，当 α 粒子穿过原子时，发生偏转的角度应该大致相同。
然而，实验结果却大大出乎人们的意料：绝大部分 α 粒子轻松地穿了过去，只有极少数发生了偏转，而且这些发生偏转的 α 粒子偏转角度都非常大。这一结果清晰地表明，原子内部大部分区域是空心的，原子核在原子中所占的体积极小，只有当 α 粒子撞到了原子核时，才会产生如此大的偏转角度。
基于此，卢瑟福提出了他的原子 “行星模型”。这个模型与我们初中所学的原子模型颇为相似，电子在原子核外围绕着原子核做圆周运动，原子核虽然体积小，但却集中了原子几乎所有的质量。
然而，卢瑟福的这个模型一经提出，便遭到了众多科学家的质疑。因为根据麦克斯韦的电磁理论，按照这个模型，电子最终还是会坠入原子核，如此一来就又回到了汤姆逊的枣糕模型。
后来，卢瑟福的学生玻尔提出了一个全新的原子模型。
玻尔认为，电子具有自己固定的轨道，在一般情况下，电子不会向外辐射电磁波。只有当电子发生跃迁时，才会辐射出电磁波，并且通过这种方式来维持原子的稳定状态。这里需要特别说明的是，电子跃迁所辐射的能量并非连续的，而是以一份一份的形式存在。
玻尔的原子模型与太阳系的结构十分相似，在当时受到了不少科学家的青睐。但可惜的是，玻尔的模型在应用到氢原子时效果尚可，可随着元素序数的增大，运用该模型所得到的结果与实际情况的误差就变得非常大。
玻尔的学生海森堡提出了著名的不确定性原理。
他认为，电子并不像玻尔所说的那样具有明确的轨道，而应该用电子云来描述其运动状态。电子的位置是随机的，甚至连电子自身都无法确切知晓自己的位置，我们只能用概率来描述电子在某一位置出现的可能性。
不确定性原理还指出，电子的位置和动量无法同时被精确测量，而且观测这一行为本身就会对电子的运动情况产生影响。
之后，泡利提出了泡利不相容原理。
他指出，两个完全相同的费米子（电子就是一种费米子）不可能处于相同的量子态。换句话说，处于同一原子轨域的两个电子必定具有相反的自旋方向。泡利不相容原理的诞生意义重大，它使我们能够从量子论的角度去解释元素周期律。
从泡利不相容原理和海森堡的不确定性原理可以推断出，存在一种电子简并力。这种力能够确保两个电子不会同时占据相同的量子态，也就是说，它限制了每个轨道上的电子数量不会超过两个。可以说，电子简并力是物质能够被压缩的极限，正是这种力保证了在一般情况下电子不会坠入原子核内。
不过，在一些特殊的天体现象中，情况会有所不同。
例如，当大型天体发生超新星爆炸后，可能会出现两种截然不同的结果：一种是形成中子星，另一种是形成黑洞。如果在这种极端情况下，电子简并力无法与天体自身的引力相抗衡，那么电子就会坠入原子核内部。
此时，原子核内的质子会发生变化，转变为中子，并释放出电子中微子，最终形成一颗中子星。这些结论不仅是基于海森堡的不确定性原理和泡利不相容原理推导得出的，而且也与实际的天文观测结果相吻合。
我们还可以进一步深入探究中子、质子和电子之间的关系。事实上，中子和质子并非基本粒子，从理论上来说，它们是可以再分的。
中子和质子都是由三个夸克构成的，只是构成它们的夸克种类有所不同，这也导致了中子和质子的质量存在差异。
根据爱因斯坦的相对论，质量和能量是可以相互统一的。这意味着中子的能量要高于质子的能量。不仅如此，即便将电子的质量考虑在内，中子的质量依然高于质子和电子质量的总和，也就是说，中子的能量高于质子和电子的能量总和。我们知道，能量总是有从高向低转化的趋势，就如同水往低处流一样自然。所以，在自然条件下，单独的一个中子大约在 15 分钟左右就会衰变成一个质子、一个电子，并释放出能量。
即使在原子核内部，类似的衰变现象也会发生，这就是我们通常所说的原子核衰变。这表明，在自然条件下，一个质子和一个电子无法自发地变成一个中子，只有在外界输入能量的情况下，这种转化才有可能实现。
