Die chemische Undurchdringlichkeit ist eine Eigenschaft, die es ermöglicht, dass sich zwei Körper nicht gleichzeitig am selben Ort und zur selben Zeit befinden. Es kann auch als das Merkmal eines Körpers angesehen werden, der zusammen mit einer anderen Eigenschaft, die als Erweiterung bezeichnet wird, die Materie genau beschreibt.
Es ist sehr einfach, sich diese Definition auf makroskopischer Ebene vorzustellen, wo ein Objekt sichtbar nur einen Bereich im Raum einnimmt und es physikalisch unmöglich ist, dass sich zwei oder mehr Objekte gleichzeitig am selben Ort befinden. Aber auf molekularer Ebene kann etwas ganz anderes passieren.
In diesem Bereich können zwei oder mehr Partikel zu einem bestimmten Zeitpunkt denselben Raum einnehmen, oder ein Partikel kann sich gleichzeitig "an zwei Orten" befinden. Dieses Verhalten auf mikroskopischer Ebene wird mit Hilfe der quantenmechanischen Werkzeuge beschrieben.
In dieser Disziplin werden verschiedene Konzepte hinzugefügt und angewendet, um die Wechselwirkungen zwischen zwei oder mehr Partikeln zu analysieren, intrinsische Eigenschaften der Materie (wie Energie oder die an einem bestimmten Prozess beteiligten Kräfte) zu ermitteln und andere äußerst nützliche Werkzeuge zu verwenden.
Die einfachste Probe chemischer Undurchdringlichkeit wird in Elektronenpaaren beobachtet, die eine "undurchdringliche Kugel" erzeugen oder bilden.
Was ist chemische Undurchdringlichkeit?
Chemische Undurchdringlichkeit kann als die Fähigkeit eines Körpers definiert werden, zu widerstehen, dass sein Raum von einem anderen besetzt wird. Mit anderen Worten, es ist der Widerstand, den die Materie überwinden muss.
Um jedoch als undurchdringlich angesehen zu werden, müssen sie Körper normaler Materie sein. In diesem Sinne können Körper von Partikeln wie Neutrinos (klassifiziert als ungewöhnliche Materie) durchquert werden, ohne ihre undurchdringliche Natur zu beeinträchtigen, da keine Wechselwirkung mit Materie beobachtet wird.
Eigenschaften
Wenn man von den Eigenschaften der chemischen Undurchdringlichkeit spricht, muss man von der Natur der Materie sprechen.
Es kann gesagt werden, dass, wenn ein Körper nicht in den gleichen zeitlichen und räumlichen Dimensionen wie ein anderer existieren kann, dieser Körper nicht von dem oben erwähnten durchdrungen oder durchbohrt werden kann.
Von chemischer Undurchdringlichkeit zu sprechen, bedeutet von Größe zu sprechen, da dies bedeutet, dass die Kerne von Atomen mit unterschiedlichen Dimensionen zeigen, dass es zwei Klassen von Elementen gibt:
- Metalle (sie haben große Kerne).
- Nichtmetalle (sie haben kleine Kerne).
Dies hängt auch mit der Fähigkeit dieser Elemente zusammen, durchlaufen zu werden.
Zwei oder mehr mit Materie ausgestattete Körper können also nicht gleichzeitig denselben Bereich einnehmen, da die Elektronenwolken, aus denen die gegenwärtigen Atome und Moleküle bestehen, nicht gleichzeitig denselben Raum einnehmen können.
Dieser Effekt wird für Elektronenpaare erzeugt, die Van-der-Waals-Wechselwirkungen ausgesetzt sind (Kraft, durch die sich Moleküle stabilisieren).
Ursachen
Die Hauptursache für die auf makroskopischer Ebene beobachtbare Undurchdringlichkeit ist das Vorhandensein der auf mikroskopischer Ebene vorhandenen Undurchdringlichkeit, und dies geschieht auch im Gegenteil. Auf diese Weise wird gesagt, dass diese chemische Eigenschaft dem Zustand des untersuchten Systems inhärent ist.
Aus diesem Grund wird das Pauli-Ausschlussprinzip verwendet, das die Tatsache unterstützt, dass Partikel wie Fermionen auf verschiedenen Ebenen lokalisiert werden müssen, um eine Struktur mit der minimal möglichen Energie bereitzustellen, was impliziert, dass sie die maximal mögliche Stabilität aufweist.
Wenn also bestimmte Materiefraktionen nahe beieinander liegen, tun dies auch diese Teilchen, aber es gibt einen abstoßenden Effekt, der durch die Elektronenwolken erzeugt wird, die jeder in seiner Konfiguration besitzt und sie für einander undurchdringlich macht.
Diese Undurchdringlichkeit ist jedoch relativ zu den Bedingungen der Materie, da sich diese Eigenschaft auch ändern kann, wenn diese geändert werden (z. B. wenn sie sehr hohen Drücken oder Temperaturen ausgesetzt werden), wodurch ein Körper transformiert wird, um ihn anfälliger für das Durchqueren zu machen andere.
Beispiele
Fermionen
Als Beispiel für die chemische Undurchdringlichkeit kann der Fall von Teilchen angeführt werden, deren Quantenzahl des Spins (oder Spins) durch eine Fraktion dargestellt wird, die Fermionen genannt werden.
Diese subatomaren Teilchen zeigen Undurchdringlichkeit, weil zwei oder mehr genau dieselben Fermionen nicht gleichzeitig in denselben Quantenzustand gebracht werden können.
Das oben beschriebene Phänomen wird für die bekanntesten Teilchen dieses Typs deutlicher erklärt: die Elektronen in einem Atom. Nach dem Pauli-Ausschlussprinzip können zwei Elektronen in einem polyelektronischen Atom nicht die gleichen Werte für die vier Quantenzahlen (n, l, mys) haben.
Dies wird wie folgt erklärt:
Unter der Annahme, dass zwei Elektronen dasselbe Orbital besetzen und der Fall dargestellt wird, dass diese gleiche Werte für die ersten drei Quantenzahlen (n, l und m) haben, müssen die vierte und die letzte Quantenzahl (en) in beiden Elektronen unterschiedlich sein .
Das heißt, ein Elektron muss einen Spinwert von ½ haben und der des anderen Elektrons muss -½ sein, da dies impliziert, dass beide Spinquantenzahlen parallel und in die entgegengesetzte Richtung sind.
Verweise
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