Física molecular

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Física molecular
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Concepto:La Física Molecular estudia problemas relacionados con la estructura atómica de la materia y su interacción con el medio.

Física Molecular. Estudia todo lo relacionado con la estructura atómica de la materia y su interacción con el medio. Trata temas como la dinámica de reacciones, dispersión, interacciones con campos electromagnéticos estáticos y dinámicos, enfriamiento y atrape de átomos, interferometría atómica, interacciones de haces de iones y átomos con superficies y sólidos y tiene múltiples conexiones con la Biología, la fisico-química, las ciencias de los materiales, la óptica, la física de la atmósfera, la física del plasma, la Astrofísica. La física atómica desempeña un papel fundamental en la solución de enigmas para el desarrollo del estudio de los átomos y las moléculas.

Contenido

Principio

La Física molecular da respuesta a este importante concepto de la Física. En primer lugar es importante ir al concepto de materia y al modo de existencia de la misma, materia es todo aquello que existe independiente de la conciencia, existen dos tipos de materia: la sustancia y el campo, la forma de existencia de ella es en el espacio y en el tiempo y el modo de existencia es el movimiento: la sustancia está constituida por átomos y moléculas y estas se encuentran en constante movimiento y cambiando sus posiciones relativas por lo que sus interacciones dependen de esas posiciones. Debido al movimiento de las moléculas, dentro de la estructura, estas poseen una energía cinética media y debido al cambio de posición que ellas experimentan, poseen una energía potencial de interacción, entonces la suma de estas dos energías es lo que da la energía interna de la sustancia.

La temperatura de la sustancia está dada por la medida de la energía cinética media de las moléculas, entonces si la sustancia alcanza el cero absoluto, cesa el movimiento de las moléculas y deja de existir, por ende la energía cinética media de las moléculas, y si el modo de existencia de la materia es el movimiento, al no existir este, pues no podrá existir la materia y por lo tanto, negar la existencia de la materia conllevaría a negar la materialidad del mundo, es por eso que ninguna sustancia puede alcanzar el cero absoluto, esta es una forma cualitativa de cómo se llegó al concepto de cero absoluto, pero se puede demostrar matemáticamente con las ecuaciones que rigen la física molecular.

Características

Este campo de la física está delgadamente ligado con la Física atómica y se coloca en gran medida cabeza a cabeza con la Química teórica y Química física. Al igual que los estados de movimiento electrónico que se conocen en los átomos, las moléculas son capaces de rotar y vibrar a su alrededor. Estas rotaciones y las vibraciones se cuentan ya que no suceden en discretos niveles de energía. Existen diferencias entre los estados de rotación, por lo tanto los espectros se hallan en la región infrarroja más alejada (alrededor de 30 a 150 micras de longitud de onda) del espectro electromagnético. Los espectros de vibración en el infrarrojo más cercano (alrededor de 1 a 5 micras) y los espectros que quedan como resultado de transiciones electrónicas, son en su gran mayoría visibles bajo la luz ultravioleta en las diferentes regiones, al igual que la determinación de propiedades, espectros de rotación y vibración de moléculas como la distancia entre los núcleos que se pueden calcular.

Moléculas

Una molécula se forma cuando dos o más átomos se unen químicamente. Un compuesto es una molécula que contiene al menos dos elementos. Todos los compuestos son moléculas, pero no todas las moléculas son compuestas.
Moléculas
Moléculas

Las moléculas de hidrógeno (H2), moléculas de oxígeno (O2) y moléculas de nitrógeno (N2) no son compuestos, porque cada uno está formado por un solo elemento. El agua (H2O), dióxido de carbono (CO2) y metano (CH4) sí son compuestos, porque cada uno está hecho de más de un elemento. El trozo más pequeño de cada una de estas sustancias se conoce como una molécula. Por ejemplo, una sola molécula de hidrógeno molecular se hace a partir de dos átomos de hidrógeno, mientras que una sola molécula de agua está compuesta de dos átomos de hidrógeno y un átomo de oxígeno.

Una molécula es la partícula más pequeña de una sustancia química, es un elemento o compuesto que tienen las propiedades químicas de ese elemento. Las moléculas están formadas por átomos que se mantienen unidos por enlaces químicos. Estos enlaces se forman como resultado de la puesta en común o el intercambio de electrones entre átomos.

Ejemplos

Los átomos de algunos elementos se vinculan fácilmente con otros átomos para formar moléculas. Ejemplos de tales elementos son el oxígeno y el cloro. Los átomos de algunos elementos no son fáciles de enlazar con otros átomos. Los ejemplos son el neón y argón. Las moléculas pueden variar mucho en tamaño y complejidad. El elemento helio es la molécula de un átomo. Algunas moléculas consisten en dos átomos del mismo elemento. Por ejemplo, O2 es la molécula que se encuentra con mayor frecuencia en la atmósfera de la Tierra, tiene dos átomos de oxígeno.

Sin embargo, bajo ciertas circunstancias, los átomos de oxígeno se componen de trillizos (O3), formando una molécula conocida como la capa de ozono. Otras moléculas conocidas incluyen el agua, que consta de dos átomos de hidrógeno y un átomo de oxígeno (H2O), dióxido de carbono, que consiste en un átomo de carbono unido a dos átomos de oxígeno (CO2), y ácido sulfúrico, que consta de dos átomos de hidrógeno, un átomo de azufre y cuatro átomos de oxígeno (H2 SO4).

Fuentes