La curva de energía potencial

La curva de energía potencial, figura 3.20, es la agregación de dos más simples: a) la de atracción, dimanante de las fuerzas atractivas electrostáticas por el enlace, b) las de repulsión, de corto alcance, consecuencia de la interacción de los orbitales externos de los átomos cuando las distancias interatómicas se reducen.

Las energías potenciales de atracción y las correspondientes fuerzas son causa de los diversos tipos de enlaces químicos entre los átomos que son diferencia principal entre las diversas familias de materiales. Entre ellas citaremos:

- Enlace iónico.

- Enlace covalente.

- Enlace metálico.

FUERZAS INTERATÓMICAS DE ATRACCIÓN

1.- ¿Qué es una fuerza interatómica?

Son las fuerzas que permiten el funcionamiento de la mecánica cuántica. Hagámosnos algunas preguntas esclarecedoras:

• ¿Por qué el átomo que gira a velocidades altísimas no se dispara?

Porque lo atrae el núcleo con fuerza centrípeta.

• ¿Quiénes están en el núcleo?

Los protones y los neutrones.

• ¿Para qué?

Los protones para estabilizar las cargas eléctrcas y los protones para darle "masa" al átomo.

Newton dijo : El electrón gira endemoniadamente rápido generando fuerza centrífuga. Y el núcleo debe tener masa y carga eléctrica para atraerlo. Esas son las fuerzas interatómicas.

• ¿Y que pasa si le damos un cañonazo de protones y neutrones al núcleo?

Lo fisionamos, lo partimos en mil pedazos!

Por eso, cuando alteramos el funcionamiento de esas fuerzas interatómicas, dejamos en libertad la energía que unía a los tres elementos, generando una enorme producción de calor. Como el calor produce el distanciamiento intermolecular todas las partículas salen para todos lados y comienza a chocar entre ellas.

La fuerza interatómica varia en función del tipo de enlace pero tambien en función de la separación interatómica. La fuerza de separación a una distancia (r-r0) entre dos átomos es similar a la interacción de dos masas unidas por un muelle de constante elástica K. Si tenemos un sólidos al que aplicamos una fuerza de separación normal, ésta estará en función de dicha constante para los átomos que se están separando por unidad de área:

=F/S=NK(r-r0) que sustituyendo en esta ecuación N que corresponde a 1/r02 y a =(r-r0)/r0 se tiene la ecuación = K/r0= E siendo E=K/r0 una constante llamada Módulo de Young que representa la rigidez del sólido.

Los esfuerzos también pueden ser de compresión obteniéndose un valor similar o de cizalla cumpliéndose generalmente que el módulo de cizalla G=3E/8.

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