Impenetrabilitatea chimic este o proprietate care are lucruri care nu permite două corpuri să fie în același loc și în același timp , simultan. De asemenea, poate fi văzută ca caracteristica unui corp care, împreună cu o altă calitate numită extensie, este exactă în descrierea materiei.
Este foarte ușor să ne imaginăm această definiție la nivel macroscopic, unde un obiect ocupă vizibil o singură regiune în spațiu și este imposibil din punct de vedere fizic ca două sau mai multe obiecte să fie în același loc în același timp. Dar la nivel molecular se poate întâmpla ceva foarte diferit.
În această zonă, două sau mai multe particule pot să locuiască același spațiu la un moment dat sau o particulă poate fi găsită „în două locuri” în același timp. Acest comportament la nivel microscopic este descris prin instrumentele furnizate de mecanica cuantică.
În această disciplină, se adaugă și se aplică concepte diferite pentru a analiza interacțiunile dintre două sau mai multe particule, stabilirea proprietăților intrinseci ale materiei (cum ar fi energia sau forțele implicate într-un proces dat), printre alte instrumente extrem de utile.
Cel mai simplu eșantion de impenetrabilitate chimică este observat în perechi de electroni, care generează sau formează o „sferă impenetrabilă”.
Ce este impenetrabilitatea chimică?
Impenetrabilitatea chimică poate fi definită ca capacitatea unui corp de a rezista spațiului său ocupat de altul. Cu alte cuvinte, rezistența trebuie să fie străbătută de materie.
Cu toate acestea, pentru a fi considerate impenetrabilitate, ele trebuie să fie corpuri ale materiei obișnuite. În acest sens, corpurile pot fi traversate de particule precum neutrinii (clasificați ca materie neobișnuită), fără a afecta natura lor impenetrabilă, deoarece nu se observă nicio interacțiune cu materia.
Proprietăți
Când vorbim despre proprietățile impenetrabilității chimice, trebuie să vorbim despre natura materiei.
Se poate spune că dacă un corp nu poate exista în aceleași dimensiuni temporale și spațiale ca altul, acest corp nu poate fi pătruns sau străpuns de cel menționat mai sus.
A vorbi de impenetrabilitate chimică înseamnă a vorbi de mărime, deoarece acest lucru înseamnă că nucleele de atomi care au dimensiuni diferite arată că există două clase de elemente:
- Metale (au miezuri mari).
- Nemetale (au miezuri de dimensiuni mici).
Acest lucru este, de asemenea, legat de capacitatea de traversare a acestor elemente.
Deci, două sau mai multe corpuri înzestrate cu materie nu pot ocupa aceeași zonă în același moment, deoarece norii de electroni care alcătuiesc atomii și moleculele prezente nu pot ocupa același spațiu în același timp.
Acest efect este generat pentru perechi de electroni supuși interacțiunilor Van der Waals (forță prin care se stabilesc moleculele).
cauze
Principala cauză a impenetrabilității observabile la nivel macroscopic provine din existența impenetrabilității existente la nivel microscopic, iar acest lucru se întâmplă și invers. În acest fel, se spune că această proprietate chimică este inerentă stării sistemului studiat.
Din acest motiv, se utilizează Principiul de excludere Pauli, care susține faptul că particulele precum fermionii trebuie să fie localizate la diferite niveluri pentru a oferi o structură cu cea mai mică energie posibilă, ceea ce implică faptul că are stabilitatea maximă posibilă.
Astfel, atunci când anumite fracțiuni de materie se apropie unele de altele, aceste particule o fac și ele, dar există un efect repulsiv generat de norii de electroni pe care fiecare îi deține în configurația sa și le face impenetrabile între ele.
Totuși, această impenetrabilitate este relativă la condițiile materiei, deoarece dacă acestea sunt modificate (de exemplu, fiind supuse unor presiuni sau temperaturi foarte ridicate) această proprietate se poate schimba și transformând un corp pentru a-l face mai susceptibil de a fi traversat de alte.
Exemple
fermioni
Se poate număra ca exemplu de impenetrabilitate chimică cazul particulelor al căror număr cuantic de spin (sau rotire) este reprezentat de o fracție, care se numește fermioni.
Aceste particule subatomice prezintă o impenetrabilitate deoarece două sau mai exact aceleași fermiuni nu pot fi plasate în aceeași stare cuantică în același timp.
Fenomenul descris mai sus este explicat mai clar pentru particulele cele mai cunoscute de acest tip: electronii dintr-un atom. Conform principiului de excludere Pauli, doi electroni dintr-un atom polieelectronic nu sunt capabili să aibă aceleași valori pentru cele patru numere cuantice (n, l, mys).
Acest lucru este explicat după cum urmează:
Presupunând că există doi electroni care ocupă același orbital și este prezentat cazul că aceștia au valori egale pentru primii trei numere cuantice (n, l și m), atunci al patrulea și ultimul număr cuplu trebuie să fie diferiți la ambii electroni .
Adică, un electron trebuie să aibă o valoare de rotire egală cu ½, iar cea a celuilalt electron trebuie să fie -½, deoarece implică faptul că ambele numere cuantice rotative sunt paralele și în sens invers.
Referințe
- Heinemann, FH (1945). Toland și Leibniz. Revista filosofică.
- Crookes, W. (1869). Un curs de șase prelegeri despre schimbările chimice ale carbonului. Recuperat din books.google.co.ve
- Odling, W. (1869). The Chemical News and Journal of Industrial Science: (1869: ianuarie-iunie). Recuperat din books.google.co.ve
- Bent, HA (2011). Molecule și legătura chimică. Recuperat din books.google.co.ve