A kémiai áthatolhatatlanság olyan tulajdonság, amelynek tulajdonságai nem teszik lehetővé, hogy két test ugyanabban a helyen és ugyanabban az időben legyen egyszerre. Ez egy olyan test jellemzőjeként is tekinthető, amely egy másik, kiterjesztésnek nevezett tulajdonság mellett pontosan leírja az anyagot.
Nagyon könnyű elképzelni ezt a meghatározást makroszkopikus szinten, ahol egy tárgy láthatóan csak egy területet foglal el az űrben, és fizikailag lehetetlen, hogy két vagy több objektum ugyanabban a helyen legyen egyszerre. De molekuláris szinten valami nagyon más történhet.
Ezen a területen két vagy több részecske ugyanabban a térben élhet egy adott pillanatban, vagy egy részecske lehet "két helyen" egyszerre. Ezt a mikroszkopikus szintű viselkedést a kvantummechanika által nyújtott eszközök ismertetik.
Ebben a tudományágban különféle fogalmakat adnak hozzá és alkalmaznak a két vagy több részecske közötti kölcsönhatások elemzésére, az anyag belső tulajdonságainak (például az energia vagy az adott folyamatban részt vevő erők) megállapítására, más rendkívül hasznos eszközök között.
A kémiai áthatolhatatlanság legegyszerűbb mintáját elektronpárokban tekintik meg, amelyek "áthatolhatatlan gömböt" képeznek vagy alkotnak.
Mi a kémiai áthatolhatatlanság?
A kémiai áthatolhatatlanság úgy határozható meg, hogy egy test képes ellenállni annak a térnek, amelyet egy másik személy foglal el. Más szavakkal, az ellenállást kell átlépni.
Áthatolhatatlanságnak azonban rendes anyag testének kell lennie. Ebben az értelemben a testek olyan részecskékkel, például neutrinókkal (nem rendes anyagként besorolva) mozoghatnak, amelyek nem befolyásolják áthatolhatatlan természetüket, mivel az anyaggal való kölcsönhatás nem figyelhető meg.
Tulajdonságok
A kémiai áthatolhatóság tulajdonságairól beszélve az anyag természetéről kell beszélnünk.
Elmondható, hogy ha egy test nem létezhet ugyanabban az időbeli és térbeli dimenzióban, mint egy másik, akkor ezt a testet nem tudhatja áthatolni vagy átszúrni.
A kémiai áthatolhatatlanságról méretről beszélni kell, mivel ez azt jelenti, hogy az eltérő méretű atomok atomjai azt mutatják, hogy az elemek két osztályba sorolhatók:
- Fémek (nagy magjaik vannak).
- Nemfémek (kis méretű magukkal rendelkeznek).
Ez összefügg ezen elemek áthaladási képességével is.
Tehát két vagy több anyaggal ellátott test nem foglalhatja el ugyanazt a területet ugyanabban a pillanatban, mivel a jelen atomokat és molekulákat alkotó elektron felhők nem képesek ugyanabban a térben elfoglalni ugyanabban az időben.
Ez a hatás olyan elektronpárok esetén jön létre, amelyek Van der Waals kölcsönhatásoknak vannak kitéve (erő, amelyen keresztül a molekulák stabilizálódnak).
Okoz
A makroszkopikus szinten megfigyelhető áthatolhatatlanság fő oka a meglévő áthatolhatóság létezése mikroszkopikus szinten, és ez történik az ellenkezőjével is. Ilyen módon azt mondják, hogy ez a kémiai tulajdonság a vizsgálandó rendszer állapotához tartozik.
Ezért a Pauli kizárási alapelvet alkalmazzák, amely alátámasztja azt a tényt, hogy a részecskéknek, például a fermionoknak különböző szinteken kell elhelyezkedniük, hogy a lehető legkevesebb energiájú struktúrát biztosítsák, ami azt jelenti, hogy a lehető legnagyobb stabilitással rendelkezik.
Így amikor az anyag bizonyos frakciói közel kerülnek egymáshoz, ezek a részecskék is ezt teszik, de van egy visszataszító hatás, amelyet az elektron-felhők generálnak, amelyek mindegyikének konfigurációja rendelkezik, és átjárhatatlanná teszik őket.
Ez a behatolhatatlanság viszont az anyag körülményeihez viszonyítva, mivel ha ezeket megváltoztatják (például nagyon magas nyomásnak vagy hőmérsékletnek teszik ki), ez a tulajdonság megváltozhat, átalakítva egy testet, hogy érzékenyebbé váljon a Egyéb.
Példák
fermionok
A kémiai áthatolhatatlanság példájának tekinthetők azok a részecskék, amelyek spin-kvantumszámát (vagy spin-jét) egy frakció képviseli, ezeket fermionoknak nevezzük.
Ezek a szubatomi részecskék áthatolhatatlanok, mivel két vagy több pontosan ugyanaz a fermion nem helyezhető el ugyanabban a kvantumállapotban egyszerre.
A fentebb leírt jelenséget az ilyen típusú legismertebb részecskék: az atom elektronjai egyértelműbben magyarázzák. A Pauli kizárási elv szerint a polielektronikus atomban lévő két elektron nem képes azonos értékkel rendelkezni a négy kvantumszámra (n, l, mys).
Ez a következőképpen magyarázható:
Feltételezve, hogy két elektron elfoglalja ugyanazt a pályát, és bemutatjuk azt az esetet, hogy ezeknek az értékeik azonosak az első három kvantumszámmal (n, l és m), akkor a negyedik és az utolsó kvantumszámnak mindkét elektronban különböznie kell.
Vagyis az egyik elektron spin értékének ½-nek kell lennie, a másik elektronnak pedig -½-nek kell lennie, mert ez azt jelenti, hogy mindkét spin kvantumszáma párhuzamos és ellentétes irányban van.
Irodalom
- Heinemann, FH (1945). Toland és Leibniz. A filozófiai áttekintés.
- Crookes, W. (1869). Hat előadás tanfolyam a szén kémiai változásairól. Helyreállítva a books.google.co.ve webhelyről
- Odling, W. (1869). The Chemical News and Journal of Industrial Science: (1869: január-június). Helyreállítva a books.google.co.ve webhelyről
- Bent, HA (2011). Molekulák és a kémiai kötés. Helyreállítva a books.google.co.ve webhelyről