Kemiallinen läpitunkemattomuustila on ominaisuus, joka on tavaraa, joka ei salli kahta elintä olla samassa paikassa ja samaan aikaan samanaikaisesti. Sitä voidaan pitää myös ruumiin ominaisuutena, joka yhdessä toisen laadun kanssa, nimeltään jatke, on tarkka kuvaten ainetta.
On erittäin helppo kuvitella tämä määritelmä makroskooppisella tasolla, missä esine näkyvästi vie vain yhden alueen avaruudessa ja on fyysisesti mahdotonta olla kaksi tai useampia esineitä samassa paikassa samanaikaisesti. Mutta molekyylitasolla voi tapahtua jotain hyvin erilaista.
Tällä alueella kaksi tai useampia hiukkasia voi asua samassa tilassa tietyllä hetkellä tai hiukkaset voidaan löytää "kahdesta paikasta" samanaikaisesti. Tätä käyttäytymistä mikroskooppisella tasolla kuvataan kvanttimekaniikan tarjoamien työkalujen avulla.
Tähän oppiaineeseen lisätään erilaisia käsitteitä ja niitä sovelletaan kahden tai useamman hiukkasen välisten vuorovaikutusten analysointiin, aineen luontaisten ominaisuuksien (kuten energia tai tiettyyn prosessiin osallistuvat voimat) määrittämiseen muiden erittäin hyödyllisten työkalujen joukossa.
Kemiallisen läpäisemättömyyden yksinkertaisin näyte tarkkaillaan elektrone pareina, jotka muodostavat tai muodostavat "läpäisemättömän pallon".
Mikä on kemiallinen läpäisemättömyys?
Kemiallinen läpäisemättömyys voidaan määritellä kehon kyvyksi vastustaa sen tilaa, jota toinen miehittää. Toisin sanoen asia on ylitettävä vastarinnalla.
Jotta niitä voidaan pitää läpäisemättömyytenä, niiden on kuitenkin oltava tavallisen aineen ruokia. Tässä mielessä hiukkaset, kuten neutriinot (luokitellut ei-tavallisiksi aineiksi), voivat kuljettaa kehoja vaikuttamatta niiden läpäisemätöntä luonnetta, koska vuorovaikutusta aineen kanssa ei havaita.
ominaisuudet
Kun puhutaan kemiallisen läpäisemättömyyden ominaisuuksista, on puhuttava aineen luonteesta.
Voidaan sanoa, että jos ruumis ei voi esiintyä samoissa ajallisissa ja tilallisissa mitoissa kuin toinen, edellä mainittu ei voi tunkeutua tai lävistää tätä kehoa.
Kemiallisesta läpäisemättömyydestä puhuminen tarkoittaa puhumista koosta, koska tämä tarkoittaa, että atomien ytimet, joilla on eri mitat, osoittavat, että elementtejä on kahta luokkaa:
- metallit (niillä on suuret ytimet).
- Ei-metallit (niillä on pienikokoiset ytimet).
Tämä liittyy myös näiden elementtien kykyyn kulkea.
Joten kaksi tai useampi aineella varustettu elin ei voi miehittää samaa aluetta samalla hetkellä, koska nykyiset atomit ja molekyylit muodostavat elektronipilvet eivät voi käyttää samaa tilaa samanaikaisesti.
Tämä vaikutus syntyy elektroni pareille, jotka altistetaan Van der Waals -vuorovaikutuksille (voima, jonka kautta molekyylit vakautuvat).
syyt
Makroskooppisella tasolla havaittavan läpäisemättömyyden pääasiallinen syy on mikroskooppisella tasolla olemassa olevan läpäisemättömyyden olemassaolo, ja tämä tapahtuu myös päinvastoin. Tällä tavalla sanotaan, että tämä kemiallinen ominaisuus on ominaista tutkittavan järjestelmän tilalle.
Tästä syystä käytetään Paulin poissulkemisperiaatetta, joka tukee sitä tosiasiaa, että hiukkasten, kuten fermionien, on sijaittava eri tasoilla rakenteen saamiseksi mahdollisimman pienellä energialla, mikä tarkoittaa, että sillä on suurin mahdollinen stabiilisuus.
Siten, kun tietyt aineosat tulevat lähelle toisiaan, myös nämä hiukkaset tekevät niin, mutta kussakin niiden konfiguraatiossa olevien elektronipilvien aikaansaama syrjäyttävä vaikutus tekee niistä läpäisemättömiä toisilleen.
Tämä läpäisemättömyys on kuitenkin suhteessa aineen olosuhteisiin, koska jos niitä muutetaan (esimerkiksi joutuvat alttiiksi erittäin korkeille paineille tai lämpötiloille), tämä ominaisuus voi myös muuttua, muuttaen vartaloa siten, että se on alttiimpi liikkumiselle muut.
esimerkit
fermioneja
Voidaan lukea esimerkiksi kemiallisesta läpäisemättömyydestä hiukkasilla, joiden spin-kvanttilukua (tai spin, s) edustaa fraktio, joita kutsutaan fermioneiksi.
Nämä alaatomiset partikkelit osoittavat läpäisemättömyyttä, koska kahta tai useampaa tarkalleen samoja fermioneja ei voida sijoittaa samaan kvantitilaan samanaikaisesti.
Edellä kuvattu ilmiö selitetään selkeämmin tämän tyyppisille tunnetuimmille hiukkasille: atomin elektronille. Paulin poissulkemisperiaatteen mukaan polyelektronisen atomin kahdella elektronilla ei voi olla samoja arvoja neljälle kvanttiluvulle (n, l, mys).
Tämä selitetään seuraavasti:
Jos oletetaan, että on kaksi elektronia, jotka miehittävät saman kiertoradan, ja tapaus esitetään, että niillä on yhtä suuret arvot kolmelle ensimmäiselle kvanttiluvulle (n, l ja m), neljännen ja viimeisen kvanttilukun (lukumäärien) on oltava erilaiset molemmissa elektroneissa.
Toisin sanoen yhden elektronin spin-arvon on oltava yhtä suuri kuin ½ ja toisen elektronin spin-arvon on oltava -½, koska se tarkoittaa, että molemmat spin-kvanttiluvut ovat yhdensuuntaisia ja vastakkaiseen suuntaan.
Viitteet
- Heinemann, FH (1945). Toland ja Leibniz. Filosofinen katsaus.
- Crookes, W. (1869). Kuuden luentokurssi hiilen kemiallisista muutoksista. Palautettu osoitteesta books.google.co.ve
- Odling, W. (1869). Kemian uutiset ja teollisuustieteen lehti: (1869: tammi-kesäkuu). Palautettu osoitteesta books.google.co.ve
- Bent, HA (2011). Molekyylit ja kemiallinen sidos. Palautettu osoitteesta books.google.co.ve