Я узнаю о таких вещах, как ионные и ковалентные связи, и причиной ионных связей является электростатическое притяжение. Однако если бы это было правдой, то два иона ускорялись бы навстречу друг другу и вскоре столкнулись бы друг с другом. Должна существовать сила, противоположная электростатической силе, которая отталкивает ионы, с точно такой же величиной, чтобы компенсировать электростатическую силу. (Правка: я на самом деле имею в виду ионную связь между катионами и анионами в этом первом абзаце, например, ионы натрия и хлорида. Ниже приводится то, что я обнаружил, исследуя эту тему, имея дело в основном с ковалентной/молекулярной связью.)
Следующая цитата из «Механической Вселенной» :
Например, потенциальная энергия пары атомов водорода имеет положение устойчивого равновесия. Потенциальные энергии взаимодействия между атомами обусловлены электрическими силами между ними, вызывающими притяжение, когда они находятся далеко друг от друга. На меньших расстояниях они сопротивляются сжатию. Результатом является положение равновесия, в котором притяжение и отталкивание находятся в идеальном равновесии. В этом положении они связываются в молекуле водорода.
Я так понимаю, что в большем (планетарном) масштабе есть центробежный потенциал, который обратно пропорционален расстоянию что в сумме с гравитационным потенциалом создает этот график:
Я ищу аналог этого на молекулярном уровне. Недавно я узнал о потенциале Леннарда-Джонса , который дает следующее уравнение и кривую:
В статье в википедии написано
... термин отталкивания описывает отталкивание Паули на коротких расстояниях из-за перекрытия электронных орбиталей.
Позже отмечается, что
Отталкивающий термин не имеет теоретического обоснования.
Итак, вот мой вопрос: какова природа «силы отталкивания Паули»?
Если это возможно, я был бы признателен за ответ с процитированными источниками.
Редактировать: после еще нескольких исследований я обнаружил, что притяжение между двумя атомами водорода (которые оба нейтральны) происходит из-за индуцированного диполь-индуцированного дипольного взаимодействия, также известного как лондонские дисперсионные силы . В совокупности силы притяжения и отталкивания на молекулярном уровне называются силами Ван-дер-Ваальса . В вики о силах Ван-дер-Ваальса упоминается компонент отталкивания, возникающий в результате принципа запрета Паули, который предотвращает коллапс молекул. Я хотел бы узнать больше о том, как принцип запрета Паули проявляется как сила отталкивания между любыми двумя атомами/ионами.
Это прекрасно обсуждается в принципе Паули для частиц, находящихся очень далеко друг от друга .
Вопрос не является дубликатом вашего, поэтому я не пометил ваш вопрос как дубликат, но ответ Воутера очень актуален. Люди имеют тенденцию небрежно отбрасывать принцип исключения с помощью аргументов, таких как «когда вы соединяете атомы вместе, электроны не могут занимать одни и те же орбитали». Ответ Воутера объясняет, как понимать обменную силу с точки зрения распределения электронов и, в частности, с точки зрения перекрытия.
(Извините перед модераторами, если это должен был быть комментарий, но он немного затянулся для комментария!)
Причина в кулоновском отталкивании двух протонов. То же самое верно для , простейшая молекула в природе, имеющая только один электрон и связанное основное состояние. Вы можете вывести молекулярный потенциал аналитически, если хотите и не должны думать о форме LJ с этими простыми молекулами. Начать стоит с фундаментальной работы Морса и Штюкельберга, Link
Каз
Джастин Л.
Грег
Каз
твистор59
Джон Ренни