Considera una molécula formada por dos átomos. a) Dibuja el gráfico apro-
ximado de la energía potencial Ep(x) correspondiente a dicho sistema. b)
Interpreta el significado de la pendiente a la curva para diferentes separa-
ciones entre los átomos. c) ¿Qué sucede con los átomos en los casos que
la energía mecánica total E del sistema sea: i) EXO, ii) E = 0, iii) E>0
Respuestas a la pregunta
El gráfico de la energía potencial de una molécula suele tener una forma de pozo, a continuación se explican las características de dicho gráfico.
1. Gráfico de la energía potencial del sistema
El gráfico de la energía potencial Ep(x) para una molécula formada por dos átomos suele ser una curva en forma de pozo.
En la gráfica, el eje horizontal representa la distancia entre los dos átomos, mientras que el eje vertical representa la energía potencial del sistema.
2. Interpretación de la pendiente de la gráfica
La pendiente de la curva en un punto dado representa la fuerza neta que actúa sobre los átomos en esa posición. Para separaciones pequeñas entre los átomos, la pendiente es positiva, lo que indica que la fuerza neta es repulsiva.
A medida que la separación entre los átomos aumenta, la pendiente se vuelve negativa, lo que indica que la fuerza neta se vuelve atractiva. En el punto más bajo de la curva, la pendiente es cero, lo que indica que la fuerza neta es nula.
3. Análisis de la energía mecánica total del sistema:
- Si la energía mecánica total E del sistema es EXO (menor que la energía potencial mínima), entonces los átomos se separarán indefinidamente debido a la energía cinética que tienen. Esto se debe a que la energía total del sistema no es suficiente para superar la energía potencial mínima y mantener los átomos juntos.
- Si la energía mecánica total es E = 0, entonces los átomos se encontrarán en su distancia de equilibrio, donde la energía potencial es mínima. En este punto, la fuerza neta sobre los átomos es cero, lo que significa que no hay movimiento y los átomos se mantendrán en su posición.
- Si la energía mecánica total es E > 0, entonces los átomos se separarán indefinidamente debido a la energía cinética que tienen. En este caso, la energía total del sistema es suficiente para superar la energía potencial mínima y hacer que los átomos se separen.
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