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Educación secundaria superiorQuímicaPotenciales de Morse covalentes ilustrativos y un par iónico aislado con interacción de Coulomb más repulsión

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Acerca de este experimento

Estire y comprima un enlace mientras mide la energía potencial y la fuerza restauradora. Compare un esquema covalente con electrones compartidos con un par iónico y, a continuación, relacione el mínimo del potencial con la separación de equilibrio.

Objetivos de aprendizaje

  • Identifique las zonas atractiva y repulsiva del potencial de enlace.
  • Relacione la longitud de equilibrio con una fuerza radial neta nula.
  • Distinga entre la compartición covalente, la localización iónica y una red cristalina macroscópica.

Cómo usarlo

  1. 1Arrastre el átomo naranja alejándolo de la posición de equilibrio y registre la fuerza dirigida hacia dentro.
  2. 2Comprima el enlace y observe el pronunciado aumento de la energía repulsiva.
  3. 3Explore la curva de energía potencial en su mínimo y a grandes distancias.
  4. 4Cambie al par iónico y compare la atracción de mayor alcance con un ejemplo covalente.

El modelo

La energía de Morse tiende a cero cuando la separación es infinita y alcanza su mínimo en la longitud de equilibrio.
Una fuerza positiva aumenta la separación del átomo de la derecha.
El coeficiente de repulsión sitúa el mínimo del par aislado de iones con carga unitaria en la longitud elegida.

Supuestos

  • Los parámetros son aproximaciones ilustrativas, no ajustes a espectros vibracionales ni a mediciones termoqúimicas de disociación.
  • El ejemplo iónico representa un único par aislado de iones Na positivo y Cl negativo. No incluye las interacciones de Madelung del cristal ni la energética de la transferencia electrónica.
  • Los puntos de valencia son esquemáticos. El barrido impone la separación; no integra la dinámica vibracional molecular.

Pruébalo en clase

  1. Q1¿Por qué un par enlazado no colapsa hasta una distancia cero?
  2. Q2¿Cómo se comparan los signos de la pendiente del potencial y de la fuerza radial?

Preguntas frecuentes

¿Incluye la energía mostrada la energía necesaria para formar los iones?

No. El potencial iónico parte de iones con carga simple preexistentes. Su preparación y la transferencia de electrones quedan fuera del modelo.

¿Por qué la fuerza es cero en el fondo del pozo?

En un mínimo de potencial suave, la derivada de la energía se anula. En este modelo, un pequeño desplazamiento produce entonces una fuerza restauradora.