¿Qué sucede cuando los átomos se unen entre sí?

Answer 1

tl; dr: En átomos cortos se unen entre sí porque hay una atracción electrostática entre los dos átomos. Cuando los átomos se acercan lo suficiente, la densidad de electrones / electrones comienza a transferirse entre los dos átomos, lo que crea una región de alta densidad de electrones entre los dos átomos. Esta región de alta densidad electrónica entre los dos átomos se conoce como un enlace químico.

Lo esencial

Detrás de casi todas las interacciones atómicas está la fuerza electrostática (ver la ley de Coulomb):

Imagen que muestra las fuerzas entre dos cargas estáticas (de http: //hyperphysics.phy-astr.gsu… )

La esencia de la fuerza electrostática es que las partículas de la carga opuesta se atraen entre sí, mientras que las partículas de la misma carga se repelen entre sí. ¿Qué tiene esto que ver con un átomo? Bueno, un átomo consiste en una partícula cargada negativamente (electrón) y una partícula cargada positivamente (protón).

Diagrama simplista de un átomo de hidrógeno (del geólogo del valle de Hudson )

Ahora, ¿qué sucede cuando dos átomos se acercan? Bien, basándonos en las reglas de la electrostática mostradas anteriormente, podemos decir que el protón de un átomo rechazará al protón del otro átomo. Del mismo modo, los electrones de un átomo rechazarán los electrones del otro átomo. Finalmente, los electrones de un átomo serán atraídos al protón del otro átomo.

Diagrama de fuerzas electrostáticas repulsivas y atractivas entre dos átomos de hidrógeno (Hecho a partir de imágenes encontradas en el aviso de redirección )

Esto resulta en un acto de equilibrio, cuando los átomos están muy separados, la fuerza atractiva entre los átomos domina y los átomos comienzan a unirse. Sin embargo, si los átomos se acercan demasiado, la fuerza de repulsión comienza a ser mayor que la fuerza de atracción y los átomos comenzarán a rechazarse entre sí. Entre estas distancias hay una distancia de Goldilocks donde las fuerzas están equilibradas y la energía de los dos átomos es mínima (ver GIF a continuación):

Imagen que muestra las fuerzas entre dos átomos de hidrógeno a medida que se acercan (desde Potential Energy vs. Internuclear Distance (animado): Dr. Amal K Kumar)

Avanzado

Hay una advertencia a esta imagen de un átomo. Anteriormente, hemos mostrado al electrón como una partícula cuando, en realidad, según la visión mecánica cuántica de un átomo, el electrón es una “nube”.

Diagrama que muestra el desacreditado modelo de Bohr (a la izquierda) y el modelo de la mecánica cuántica de un electrón que resulta en una nube de electrones (a la derecha) (de The Life And Death Of Stars )

Con esta revelación podemos modificar nuestra imagen de las fuerzas que vimos anteriormente:

Diagrama que muestra las fuerzas atractivas y repulsivas en un átomo teniendo en cuenta la nube de electrones (de FUERZA MOLECULAR, ENERGÍA POTENCIAL, notas de revisión de la materia de un Tutor de Física de nivel A )

El acto de equilibrio entre las fuerzas todavía se produce para que los átomos se atraigan entre sí hasta que alcancen una distancia Goldilocks. Sin embargo, lo único que se debe tener en cuenta es que cuando los átomos se acercan lo suficiente, dependiendo del equilibrio de fuerzas entre la nube de electrones y el otro núcleo, parte de la nube de electrones se extenderá al otro núcleo:

Imagen que muestra los núcleos de cada átomo dibujando en la nube de electrones desde el átomo hacia sí mismo (desde el Aviso de redirección )

Esto da como resultado que una porción densa de la nube de electrones de cada átomo se forme entre los dos átomos (vea la porción más oscura en la figura anterior) esto es lo que uno llama un enlace químico. Una animación de este proceso se muestra a continuación:

Animación de los enlaces de átomos que muestra la distorsión de las nubes de electrones de cada átomo a medida que los átomos se aproximan entre sí (de Molecular Bonding ).

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Para más información sugeriría las siguientes fuentes:

Electrostática:

ley de Coulomb

Electrostática

Vinculación

Energía potencial vs. distancia internuclear (animación): Dr. Amal K Kumar

Mecánica cuántica en los átomos (por qué un electrón existe como una nube)

Mecánica cuántica, parte 1 de 4: Introducción a la física moderna

Mecánica cuántica Parte 2 de 4 – La estructura atómica moderna, la materia y la existencia

Mecánica cuántica, parte 3 de 4 – Las conchas de electrones

Parte 4 de 4 de Quantum Mechanics – Vuelta y enredo de electrones y colapso de la función de onda

Answer 2

Steven Merz explicó bellamente cómo se formaban las moléculas por el enlace atómico.

Pero siento que esta pregunta trataría no solo los átomos sino también los núcleos.

El núcleo siempre tiene carga positiva, por lo que la interacción núcleo-núcleo es difícilmente repulsiva. La fuerza de Coulomb es cada vez más grande a medida que la distancia se acerca.

Pero si tienes la velocidad suficiente para hacer que dos núcleos estén tan cerca del rango del territorio de los gluones, entonces la fuerza fuerte se hará cargo. Esta fuerza es mucho más fuerte que el coulomb, por eso lo llaman fuerte.

Básicamente así es como se produjo la reacción de fusión.

Aquí en la tierra, la velocidad para hacer esta fusión se genera dentro del plasma caliente dentro de la contención magnética.

Allí dentro del sol la velocidad viene de la presión gravitacional.

Answer 3

La unión de los átomos de carga neutra total es el resultado de la construcción de átomos a partir de protones, neutrones y electrones. Los núcleos están construidos con 3 quarks, que son solo partículas inestables de spin3 / 2 sin “iso-spin” imaginado 1/2. Esto explica exactamente por qué los quarks no pueden existir como partículas aisladas, sino que siempre existen en un llamado “quark-see”.

Pero este es un análisis QM, y la atracción de los átomos es el resultado de la atracción EM entre densidades de carga opuestas entre los núcleos positivos y los electrones oscilantes negativos, tal como se explica a continuación. ¡En realidad es bastante fácil de entender como un efecto no QM! Esto se debe a que las distancias menores entre los átomos son demasiado grandes para requerir el cumplimiento de la PAC: http://quantumuniverse.eu/Tom/GR … en matemáticas. analiza, pero todas las interacciones analizadas correctas entre partículas combinadas SIEMPRE deben cumplir con la PAC, es decir, incluyen la acción gravitacional “dual” de giro 2 Y esto implica describir Partículas elementales: http://quantumuniverse.eu/Tom/Wh … ¡como puntos oscilantes armónicos ideales en el plano 2D ortogonal a la dirección de movimiento analizada!

Esto, por ejemplo, a la vez explica por qué también los neutrinos poseen un momento magnético distinto de cero, aunque sea relativamente pequeño.

Answer 4

Hace una molécula. Recuerde, un átomo es la parte más pequeña de una molécula.

H + H-H2

H (Hidrógeno) es un átomo. Ambos átomos de hidrógeno se unen para formar una molécula al compartir electrones que es un enlace covalente.

Answer 5

Muchas cosas suceden cuando un átomo se une con otro átomo.

Cuando los átomos se unen, se libera energía. Esos dos átomos se convierten en un compuesto con diferentes propiedades químicas.

Answer 6

Conduce a la formación de un enlace químico. Ya sea iónico o covalente.