¿Por qué la energía potencial interna de las moléculas disminuye a medida que las partículas se acercan entre sí?

Para formar cualquier molécula, los átomos constituyentes deben atraerse entre sí al menos ligeramente al principio. Las fuerzas atractivas hacia adentro hacia un centro de masa en partículas inicialmente casi en reposo (tomando el caso más simple para considerar la energía) resultan en aumentos en la velocidad de las partículas hacia el centro de masa. Más velocidad por partícula significa más energía cinética por partícula y para el sistema de partículas. Dado que la energía parece ser una cantidad conservada, este aumento en la energía cinética debe ir acompañado de una disminución en alguna otra energía. Esa otra energía a menudo se llama “energía potencial”.

Básicamente, eso responde a su pregunta, pero esto lleva a la pregunta de cómo las partículas entrantes pueden perder suficiente energía cinética para permanecer juntas y formar una molécula. De hecho, si las energías cinéticas no disminuyen en algún mecanismo que exporta la energía, estas energías cinéticas disminuirán a medida que los átomos reboten y no formen una molécula.

En muchos casos, los átomos, que tienen componentes cargados eléctricamente, irradiarán energía electromagnética o fotones a medida que se acerquen. Entonces ya no tienen suficiente energía cinética para rebotar por completo.

En otros casos, puede haber uno o más átomos involucrados que toman cantidades desproporcionadas de energía cinética en la interacción y “rebotan” rápidamente, dejando al resto de los átomos con muy poca energía para rebotar. En otros casos, ambos procesos tienen lugar.

Cuando las partículas se acercan entre sí, aumentan las fuerzas de atracción intermoleculares (interacción instantánea dipolo inducida por dipolo, interacción dipolo permanente-dipolo permanente y / o enlaces de hidrógeno).

Como [math] F = -dU / dr, U = – \ int F [/ math] [math] dr. [/ Math]

Esto disminuye la energía potencial interna.

¡Espero que esto ayude! 🙂

Si está hablando de acercarse a partículas con carga opuesta, es porque su energía potencial se está convirtiendo en energía cinética a medida que se acercan entre sí. Si está hablando de iones / átomos en la misma molécula desplazados de sus posiciones de equilibrio, creo que será difícil encontrar una situación en la que su energía potencial disminuya a medida que se acercan, ya que se necesita trabajo para desplazarlos, eso el trabajo entra en su energía potencial.

Por lo tanto, es posible que deba aclarar qué situación realmente tiene en mente.

Si comienzan lejos , hay un efecto de polarización mutua que crea un pequeño potencial atractivo ( es decir , disminuye a medida que se acercan). Pero si se acercan demasiado, esto se convierte en un potencial fuertemente repulsivo (que aumenta a medida que se acercan), a menudo denominado “núcleo duro”. El “por qué” es complicado; Tendría que buscarlo, y estoy cansado …