eBabylone
.com
|
Un article de Wikipedia.y-project.com.Le potentiel interatomique est un modèle servant à décrire l'interaction entre les atomes. Il s'agit de l'énergie d'un système formé de deux atomes.
[] Profil du potentiel[] AttractionEn dehors des gaz rares, les atomes s'associent spontanément pour former des molécules ou des cristaux. Il y a donc une force qui attire certains atomes entre eux. Cette force est conservative et on peut donc lui associer un potentiel. L'énergie d'un système baisse lorsqu'il est plus stable ; par convention, on fixe l'énergie égale à zéro lorsque les atomes sont très éloignés (« à l'infini »). La loi régissant cette force d'attraction dépend des associations d'atomes. Elle est particulièrement simple dans le cas d'ions de charge opposée : il s'agit de la force de Coulomb, ou force électrostatique. Dans ce cas précis, si r est la distance entre les ions et q+ et q- leur charge respective, alors l'intensité de la force vaut
||\vec|| = \frac q_}{4 \pi \varepsilon_0 }</math> et l'énergie potentielle est le potentiel électrostatique
Le profil exact du potentiel est différent dans les autres cas (liaison covalente, liaison métallique, liaison oxyde), mais reste du même ordre de grandeur. [] RépulsionÀ courte distance, les atomes se repoussent. En effet, les noyaux sont de charge positive et donc se repoussent ; dans certains cas, si l'on arrive à vaincre cette répulsion, il peut y avoir une fusion nucléaire, mais cela exige une pression faramineuse. Donc, à courte distance, il y a une force de répulsion. Comme précédemment, par convention, l'énergie associée à cette force est nulle à l'infini. Cette énergie tend vers l'infini lorsque la distance r tend vers 0 (ceci reste valable jusqu'au franchissement de la barrière de potentiel nécessaire à la fusion lorsque ce phénomène est possible). [] RésultanteImage:Potentiel interatomique.png Potentiel interatomique : somme d'une attraction et d'une répulsion Le potentiel est la somme des deux potentiels précédents. Aux valeurs élevées de r, c'est l'attraction qui prend le pas ; puis, aux faibles valeurs de r, l'énergie de répulsion croît lpus vite que l'énergie d'attraction ne décroît. On a donc une courbe qui tend vers l'infini vers zéro, qui décroît jusqu'un minimum, puis croît en tendant vers zéro vers l'infini. [] Conséquences sur les propriétés de la matièreCe profil de potentiel permet d'expliquer un certain nombre de propriétés de la matière. [] Distance interatomiqueLa courbe de potentiel présente un minimum en r0. Lorsquele système est à son minimum d'énergie (à la température du zéro absolu), la distance entre les atomes est donc r0, qui est de l'ordre de l'ångström. [] ÉlasticitéImage:Potentiel deformation elastique.png Force de rappel à potentiel quasi-quadratique Lorsque l'on éloigne ou rapproche les atomes, on augmente l'énergie du système. On a donc une force de rappel qui ramène les atomes vers une distance r0. Autour de r0, on peut faire un développement limité de la courbe, et donc « remplacer » localement la courbe par une parabole. Par approximation, l'énergie est donc en r2, la force de rappel est donc linéaire. Voir l'article détaillé Déformation élastique. [] Dilatation et sublimationImage:Potentiel interatomique dilatation.png Dissymétrie du potentiel et dilatation Lorsque la température s'élève, les atomes vibrent entre eux. L'énergie mécanique associée à la température est kT, k étant la constante de Boltzmann et T la température absolue. La courbe étant dissymétrique par rapport à r0, la distance moyenne entre les atomes augmente avec la température. Ceci explique la dilatation. L'énergie du minimum r0 détermine la température de sublimation : lorsque kT est égal à l'opposé de cette énergie, l'énergie du système est nulle et la position moyenne est donc à l'infini, les atomes se dispersent spontanément.
DernierMirror La source est wikipedia http://fr.wikipedia.org/wiki/ Potentiel interatomique |
Revue de presse Potentiel_interatomique
Server 2.0