عدم القابلية للاختراق الكيميائي هي خاصية تحتوي على مادة لا تسمح بجسمين في نفس المكان وفي نفس الوقت في نفس الوقت. يمكن اعتباره أيضًا خاصية للجسم التي ، إلى جانب صفة أخرى تسمى الامتداد ، دقيقة في وصف المادة.
من السهل جدًا تخيل هذا التعريف على المستوى العياني ، حيث يحتل الكائن بشكل مرئي منطقة واحدة فقط في الفضاء ومن المستحيل ماديًا وجود كائنين أو أكثر في نفس المكان في نفس الوقت. ولكن على المستوى الجزيئي يمكن أن يحدث شيء مختلف تمامًا.
في هذه المنطقة ، يمكن لجسيمين أو أكثر أن يسكنوا في نفس المكان في لحظة معينة أو يمكن أن يكون الجسيم "في مكانين" في نفس الوقت. يتم وصف هذا السلوك على المستوى المجهري من خلال الأدوات التي توفرها ميكانيكا الكم.
في هذا التخصص ، يتم إضافة مفاهيم مختلفة وتطبيقها لتحليل التفاعلات بين جسيمين أو أكثر ، وإنشاء خصائص جوهرية للمادة (مثل الطاقة أو القوى المشاركة في عملية معينة) ، من بين أدوات أخرى مفيدة للغاية.
يتم ملاحظة أبسط عينة من عدم قابلية الاختراق الكيميائي في أزواج من الإلكترونات ، والتي تولد أو تشكل "كرة غير قابلة للاختراق".
ما هو منع الاختراق الكيميائي؟
يمكن تعريف عدم قابلية الاختراق الكيميائي على أنه قدرة الجسم على مقاومة احتلال مساحته من قبل شخص آخر. بمعنى آخر ، المقاومة هي التي يجب تجاوزها.
ومع ذلك ، يجب أن تكون أجسامًا من مادة عادية ، لكي تُعتبر مناعة. بهذا المعنى ، يمكن أن تعبر الأجسام الجسيمات مثل النيوترينوات (المصنفة على أنها مادة غير عادية) دون التأثير على طبيعتها التي لا يمكن اختراقها ، حيث لا يلاحظ أي تفاعل مع المادة.
الخصائص
عند الحديث عن خصائص عدم القابلية للاختراق الكيميائي ، يجب على المرء أن يتحدث عن طبيعة المادة.
يمكن القول أنه إذا كان الجسم لا يمكن أن يتواجد في نفس الأبعاد الزمنية والمكانية كجسم آخر ، فلا يمكن اختراق هذا الجسم أو اختراقه من قبل الجسد المذكور أعلاه.
إن الحديث عن عدم قابلية الاختراق الكيميائي يعني الحديث عن الحجم ، لأن هذا يعني أن نوى الذرات ذات الأبعاد المختلفة تظهر أن هناك فئتين من العناصر:
- المعادن (لها نوى كبيرة).
- اللافلزات (لها نوى صغيرة الحجم).
يرتبط هذا أيضًا بقدرة هذه العناصر على اجتيازها.
لذلك ، لا يمكن لجسمين أو أكثر موهوبين بالمادة أن يشغلوا نفس المنطقة في نفس اللحظة ، لأن السحب الإلكترونية التي تشكل الذرات والجزيئات الحالية لا يمكن أن تشغل نفس المساحة في نفس الوقت.
يتم إنشاء هذا التأثير لأزواج من الإلكترونات المعرضة لتفاعلات Van der Waals (القوة التي من خلالها تستقر الجزيئات).
الأسباب
السبب الرئيسي لعدم قابلية الاختراق التي يمكن ملاحظتها على المستوى العياني يأتي من وجود عدم القابلية للاختراق الموجودة على المستوى المجهري ، وهذا يحدث عكس ذلك أيضًا. بهذه الطريقة ، يُقال أن هذه الخاصية الكيميائية متأصلة في حالة النظام قيد الدراسة.
لهذا السبب ، يتم استخدام مبدأ استبعاد Pauli ، والذي يدعم حقيقة أن الجسيمات مثل الفرميونات يجب أن تكون موجودة في مستويات مختلفة لتوفير بنية بأقل قدر ممكن من الطاقة ، مما يعني أن لديها أقصى قدر ممكن من الاستقرار.
وهكذا ، عندما تقترب أجزاء معينة من المادة من بعضها البعض ، فإن هذه الجسيمات تفعل ذلك أيضًا ، ولكن هناك تأثير بغيض ناتج عن السحب الإلكترونية التي تمتلكها كل واحدة في تكوينها وتجعلها غير قابلة للاختراق لبعضها البعض.
ومع ذلك ، فإن عدم القابلية للاختراق هذه مرتبطة بظروف المادة ، لأنه إذا تم تغييرها (على سبيل المثال ، التعرض لضغوط أو درجات حرارة عالية جدًا) ، يمكن أن تتغير هذه الخاصية أيضًا ، وتحويل الجسم لجعله أكثر عرضة لاجتيازه بواسطة آخر.
أمثلة
الفرميونات
يمكن للمرء أن يحسب كمثال على عدم قابلية الاختراق الكيميائي حالة الجسيمات التي يتم تمثيل العدد الكمي للدوران (أو الدوران ، s) بها بجزء ، يسمى الفرميونات.
تُظهر هذه الجسيمات دون الذرية عدم قابلية الاختراق لأن اثنين أو أكثر من الفرميونات نفسها تمامًا لا يمكن وضعها في نفس الحالة الكمية في نفس الوقت.
يتم شرح الظاهرة الموصوفة أعلاه بشكل أكثر وضوحًا لمعظم الجسيمات المعروفة من هذا النوع: الإلكترونات في الذرة. وفقًا لمبدأ استبعاد باولي ، فإن إلكترونين في ذرة متعددة الإلكترونات غير قادرين على الحصول على نفس القيم للأرقام الكمية الأربعة (n ، l ، mys).
هذا يفسر كالتالي:
بافتراض وجود إلكترونين يشغلان نفس المدار ، وتم تقديم الحالة أن هذه القيم لها قيم متساوية للأرقام الكمية الثلاثة الأولى (n و l و m) ، فيجب أن يكون الرقم (الأرقام) الكمي الرابع والأخير مختلفًا في كلا الإلكترونين.
أي ، يجب أن يكون لإلكترون واحد قيمة دوران تساوي ½ ويجب أن تكون قيمة الإلكترون الآخر - ½ ، لأنه يشير إلى أن كلا العددين الكميين المغزليين متوازيان وفي الاتجاه المعاكس.
المراجع
- هاينمان ، FH (1945). تولاند وليبنيز. المراجعة الفلسفية.
- كروكس ، و. (1869). - دورة ستة محاضرات عن التغيرات الكيميائية للكربون. تعافى من books.google.co.ve
- أودلينج ، و. (1869). الأخبار الكيميائية ومجلة العلوم الصناعية: (1869: يناير-يونيو). تعافى من books.google.co.ve
- بنت ، ها (2011). الجزيئات والرابطة الكيميائية. تعافى من books.google.co.ve