Chemická nepriepustnosť je vlastnosť, ktorá má veci, ktoré neumožňuje dve telá byť na rovnakom mieste av rovnakom čase súčasne. Možno to tiež vidieť ako charakteristiku tela, ktoré je spolu s ďalšou kvalitou nazývanou rozšírenie rozšírené pri popisovaní hmoty.
Je veľmi ľahké predstaviť si túto definíciu na makroskopickej úrovni, keď objekt viditeľne zaberá iba jednu oblasť v priestore a je fyzicky nemožné, aby dva alebo viac objektov boli na rovnakom mieste v rovnakom čase. Ale na molekulárnej úrovni sa môže stať niečo veľmi odlišné.
V tejto oblasti môžu dve alebo viac častíc v danom okamihu obývať rovnaký priestor alebo sa častice nachádzajú „na dvoch miestach“ súčasne. Toto správanie na mikroskopickej úrovni je opísané pomocou nástrojov kvantovej mechaniky.
V tejto disciplíne sa pridávajú a používajú rôzne koncepcie na analýzu interakcií medzi dvoma alebo viacerými časticami, stanovenie vnútorných vlastností hmoty (ako je energia alebo sily zapojené do daného procesu), okrem iných mimoriadne užitočných nástrojov.
Najjednoduchšia vzorka chemickej nepreniknuteľnosti sa pozoruje v pároch elektrónov, ktoré vytvárajú alebo tvoria „nepreniknuteľnú guľu“.
Čo je chemická nepreniknuteľnosť?
Chemickú nepreniknuteľnosť možno definovať ako schopnosť tela odolávať tomu, že jeho priestor je obsadený iným. Inými slovami, je potrebné prekonať odpor.
Aby sa však považovali za nepreniknuteľné, musia byť orgánmi bežnej hmoty. V tomto zmysle môžu telá prechádzať časticami, ako sú neutrína (klasifikované ako neobvyklá hmota) bez ovplyvnenia ich nepreniknuteľnej povahy, pretože sa nepozoruje žiadna interakcia s hmotou.
vlastnosti
Keď hovoríme o vlastnostiach chemickej neprenikateľnosti, musíme hovoriť o povahe hmoty.
Dá sa povedať, že ak telo nemôže existovať v rovnakom časovom a priestorovom rozmere ako iné, nemôže ním preniknúť alebo preniknúť vyššie uvedeným telesom.
Hovoriť o chemickej nepreniknuteľnosti znamená hovoriť o veľkosti, pretože to znamená, že jadrá atómov, ktoré majú rôzne rozmery, ukazujú, že existujú dve triedy prvkov:
- Kovy (majú veľké jadrá).
- nekovy (majú jadrá malej veľkosti).
Súvisí to tiež so schopnosťou prejsť týmito prvkami.
Takže dve alebo viac telies, ktoré sú obdarené hmotou, nemôžu zaberať tú istú oblasť v rovnakom okamihu, pretože elektrónové oblaky, ktoré tvoria prítomné atómy a molekuly, nemôžu súčasne zaberať ten istý priestor.
Tento efekt sa vytvára pre dvojice elektrónov vystavených Van der Waalsovým interakciám (sila, prostredníctvom ktorej sa molekuly stabilizujú).
príčiny
Hlavná príčina nepreniknuteľnosti pozorovateľná na makroskopickej úrovni vychádza z existencie nepreniknuteľnosti existujúcej na mikroskopickej úrovni, a to sa stáva aj opačne. Týmto spôsobom sa hovorí, že táto chemická vlastnosť je neoddeliteľnou súčasťou stavu skúmaného systému.
Z tohto dôvodu sa používa Pauliho vylučovací princíp, ktorý podporuje skutočnosť, že častice, ako sú napríklad fermiony, musia byť umiestnené na rôznych úrovniach, aby poskytli štruktúru s čo najmenšou energiou, čo znamená, že má maximálnu možnú stabilitu.
Teda, keď sa určité frakcie hmoty priblížia k sebe, tieto častice to tiež robia, ale elektrónové oblaky vytvárajú odpudivý efekt, ktorý každá z nich má vo svojej konfigurácii a robí ich navzájom nepreniknuteľnými.
Táto nepreniknuteľnosť je však relatívna k podmienkam látky, pretože ak sa tieto menia (napríklad sú vystavené veľmi vysokým tlakom alebo teplotám), táto vlastnosť sa môže tiež zmeniť, čím sa telo zmení tak, aby bolo náchylnejšie na prejazd ostatní.
Príklady
fermióny
Ako príklad chemickej nepreniknuteľnosti je možné počítať s prípadom častíc, ktorých kvantitatívny počet spinov (alebo spinov) predstavuje frakcia, ktoré sa nazývajú fermiony.
Tieto subatomické častice vykazujú nepreniknuteľnosť, pretože dva alebo presnejšie rovnaké fermiony nemôžu byť umiestnené v rovnakom kvantovom stave súčasne.
Vyššie opísaný fenomén je jasnejšie vysvetlený pre najznámejšie častice tohto typu: elektróny v atóme. Podľa Pauliho vylučovacieho princípu nemôžu dva elektróny v polyelektronickom atóme mať rovnaké hodnoty pre štyri kvantové čísla (n, l, mys).
Vysvetľuje sa to takto:
Za predpokladu, že existujú dva elektróny, ktoré zaberajú ten istý orbitál, a je uvedený prípad, že tieto majú rovnaké hodnoty pre prvé tri kvantové čísla (n, la man), potom štvrté a posledné kvantové číslo (čísla) sa musia v oboch elektrónoch líšiť. ,
To znamená, že jeden elektrón musí mať hodnotu rotácie rovnú ½ a hodnota druhého elektrónu musí byť –½, pretože to znamená, že obe kvantové čísla točenia sú rovnobežné av opačnom smere.
Referencie
- Heinemann, FH (1945). Toland a Leibniz. Filozofická recenzia.
- Crookes, W. (1869). Kurz šiestich prednášok o chemických zmenách uhlíka. Obnovené z books.google.co.ve
- Odling, W. (1869). The Chemical News and Journal of Industrial Science: (1869: január - jún). Obnovené z books.google.co.ve
- Bent, HA (2011). Molekuly a chemická väzba. Obnovené z books.google.co.ve