Nieprzepuszczalność chemiczny jest właściwością, która ma rzeczy, które nie pozwalają dwa ciała będzie w tym samym miejscu iw tym samym czasie jednocześnie. Można to również postrzegać jako cechę ciała, która wraz z inną cechą zwaną rozszerzeniem jest dokładna w opisywaniu materii.
Bardzo łatwo jest wyobrazić sobie tę definicję na poziomie makroskopowym, gdzie obiekt w sposób widoczny zajmuje tylko jeden obszar w przestrzeni i fizycznie niemożliwe jest, aby dwa lub więcej obiektów znajdowało się w tym samym miejscu w tym samym czasie. Ale na poziomie molekularnym może się zdarzyć coś zupełnie innego.
W tym obszarze dwie lub więcej cząsteczek może w danym momencie zamieszkać w tej samej przestrzeni lub cząstkę można znaleźć „w dwóch miejscach” jednocześnie. To zachowanie na poziomie mikroskopowym jest opisane za pomocą narzędzi dostarczonych przez mechanikę kwantową.
W tej dyscyplinie różne koncepcje są dodawane i stosowane w celu analizy interakcji między dwoma lub więcej cząstkami, ustalenia wewnętrznych właściwości materii (takich jak energia lub siły zaangażowane w dany proces), a także innych niezwykle przydatnych narzędzi.
Najprostszą próbkę nieprzepuszczalności chemicznej obserwuje się w parach elektronów, które generują lub tworzą „nieprzeniknioną kulę”.
Co to jest nieprzepuszczalność chemiczna?
Nieprzepuszczalność chemiczną można zdefiniować jako zdolność ciała do opierania się przestrzeni zajmowanej przez inne ciało. Innymi słowy, to opór, który trzeba pokonać.
Jednak aby uznać je za nieprzenikalne, muszą być ciałami zwykłej materii. W tym sensie przez ciała mogą przenikać cząstki, takie jak neutrina (sklasyfikowane jako materia niezwykła) bez wpływu na ich nieprzeniknioną naturę, ponieważ nie obserwuje się interakcji z materią.
Nieruchomości
Mówiąc o właściwościach nieprzepuszczalności chemicznej, należy mówić o naturze materii.
Można powiedzieć, że jeśli ciało nie może istnieć w takich samych wymiarach czasowych i przestrzennych jak inne, to ciało to nie może zostać przeniknięte ani przebite przez ciało wymienione powyżej.
Mówienie o nieprzenikalności chemicznej to mówienie o wielkości, ponieważ oznacza to, że jądra atomów o różnych wymiarach pokazują, że istnieją dwie klasy pierwiastków:
- Metale (mają duże rdzenie).
- Niemetale (mają małe rdzenie).
Jest to również związane ze zdolnością do pokonania tych elementów.
Tak więc dwa lub więcej ciał wyposażonych w materię nie może zajmować tego samego obszaru w tej samej chwili, ponieważ chmury elektronów, które tworzą obecne atomy i cząsteczki, nie mogą zajmować tej samej przestrzeni w tym samym czasie.
Efekt ten jest generowany dla par elektronów poddanych oddziaływaniom Van der Waalsa (siła, dzięki której cząsteczki stabilizują się).
Przyczyny
Główną przyczyną nieprzepuszczalności obserwowanej na poziomie makroskopowym jest istnienie istniejącej nieprzepuszczalności na poziomie mikroskopowym, a dzieje się też odwrotnie. W ten sposób mówi się, że ta właściwość chemiczna jest nieodłącznym elementem stanu badanego układu.
Z tego powodu stosuje się zasadę wykluczenia Pauliego, która potwierdza fakt, że cząstki takie jak fermiony muszą znajdować się na różnych poziomach, aby zapewnić strukturę o minimalnej możliwej energii, co oznacza, że ma ona maksymalną możliwą stabilność.
Tak więc, gdy pewne frakcje materii zbliżają się do siebie, cząstki te również to robią, ale istnieje efekt odpychający generowany przez chmury elektronów, które każdy z nich posiada w swojej konfiguracji i czyni je nieprzeniknionymi dla siebie.
Jednak ta nieprzepuszczalność jest związana ze stanami materii, ponieważ jeśli są one zmienione (na przykład poddawane bardzo wysokim ciśnieniom lub temperaturom), ta właściwość może również ulec zmianie, przekształcając ciało, aby uczynić je bardziej podatnym na przechodzenie przez inny.
Przykłady
Fermiony
Jako przykład nieprzepuszczalności chemicznej można zaliczyć przypadek cząstek, których spinowa liczba kwantowa (lub spin, s) jest reprezentowana przez ułamek zwany fermionami.
Te cząstki subatomowe są nieprzenikalne, ponieważ dwa lub więcej dokładnie takich samych fermionów nie może być umieszczonych w tym samym stanie kwantowym w tym samym czasie.
Opisane powyżej zjawisko wyjaśniono jaśniej dla najbardziej znanych cząstek tego typu: elektronów w atomie. Zgodnie z zasadą Pauliego, dwa elektrony w atomie polielektronicznym nie mogą mieć tych samych wartości dla czterech liczb kwantowych (n, l, mys).
Jest to wyjaśnione w następujący sposób:
Zakładając, że istnieją dwa elektrony zajmujące ten sam orbital i przedstawiono przypadek, że mają one równe wartości dla pierwszych trzech liczb kwantowych (n, l i m), to czwarta i ostatnia liczba kwantowa (e) muszą być różne w obu elektronach .
Oznacza to, że jeden elektron musi mieć wartość spinu równą ½, a wartość spinu drugiego elektronu musi wynosić -½, ponieważ oznacza to, że obie liczby kwantowe w spinie są równoległe i w przeciwnym kierunku.
Bibliografia
- Heinemann, FH (1945). Toland i Leibniz. Przegląd filozoficzny.
- Crookes, W. (1869). Kurs sześciu wykładów na temat przemian chemicznych węgla. Odzyskany z books.google.co.ve
- Odling, W. (1869). The Chemical News and Journal of Industrial Science: (1869: styczeń-czerwiec). Odzyskany z books.google.co.ve
- Bent, HA (2011). Cząsteczki i wiązanie chemiczne. Odzyskany z books.google.co.ve