Woher kommt die Pauli-Abstoßungskraft, die der Anziehung zwischen Atomen und Ionen entgegenwirkt? [Duplikat]

Ich lerne etwas über ionische und kovalente Bindungen, und der Grund für die ionischen Bindungen ist elektrostatische Anziehung. Wenn das aber wahr wäre, würden die beiden Ionen aufeinander zu beschleunigen und kurzzeitig miteinander kollidieren. Der elektrostatischen Kraft, die die Ionen abstößt , muss eine Kraft entgegengesetzt sein , die genau die gleiche Größe hat, um die elektrostatische Kraft aufzuheben. (Bearbeiten: Ich beziehe mich in diesem ersten Absatz eigentlich auf die ionische Bindung zwischen Kationen und Anionen, wie Natrium- und Chloridionen. Unten ist, was ich bei der Erforschung dieses Themas gefunden habe, das sich hauptsächlich mit kovalenter / molekularer Bindung befasst.)

Das folgende Zitat stammt aus The Mechanical Universe :

Beispielsweise hat die potentielle Energie eines Paares von Wasserstoffatomen eine stabile Gleichgewichtsposition. Die potenziellen Energien der Wechselwirkung zwischen Atomen sind auf die elektrischen Kräfte zwischen ihnen zurückzuführen, die Anziehungskräfte verursachen, wenn sie weit voneinander entfernt sind. Bei kleineren Abständen widerstehen sie dem Zusammendrücken. Das Ergebnis ist eine Gleichgewichtsposition, in der Anziehung und Abstoßung perfekt ausgeglichen sind. An dieser Position binden sie ein Wasserstoffmolekül ein.

Ich verstehe, dass es in einem größeren (planetarischen) Maßstab ein Zentrifugalpotential gibt, das umgekehrt proportional zur Entfernung ist R das summiert sich mit dem Gravitationspotential, um diesen Graphen zu erstellen:

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Ich suche auf molekularer Ebene nach einem Analogon dazu. Ich habe kürzlich etwas über das Lennard-Jones-Potential herausgefunden , das diese Gleichung und Kurve ergibt:

v L J = ϵ [ ( R M R ) 12 − 2 ( R M R ) 6 ]

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Im Wikipedia-Artikel heißt es

... der abstoßende Begriff beschreibt die Pauli-Abstoßung auf kurze Distanz aufgrund überlappender Elektronenorbitale

Später wird darauf hingewiesen

Der abstoßende Begriff hat keine theoretische Berechtigung.

Das ist also meine Frage: Was ist die Natur der "Pauli-Abstoßungskraft"?

Wenn es möglich ist, würde ich mich über eine Antwort mit Quellenangabe freuen.

Bearbeiten: Nach einigen weiteren Nachforschungen habe ich herausgefunden, dass die Anziehungskraft zwischen zwei Wasserstoffatomen (die beide neutral sind) von der induzierten Dipol-induzierten Dipol-Wechselwirkung AKA London Dispersion Forces herrührt . Zusammengenommen werden die Anziehungs- und Abstoßungskräfte auf molekularer Ebene als Van-der-Waals-Kräfte bezeichnet . Das Wiki zu Van-der-Waals-Kräften erwähnt eine abstoßende Komponente, die sich aus dem Pauli-Ausschlussprinzip ergibt und den Zusammenbruch von Molekülen verhindert. Ich würde gerne mehr darüber erfahren, wie sich das Pauli-Ausschlussprinzip als abstoßende Kraft zwischen zwei beliebigen Atomen/Ionen manifestiert.

Was meinst du mit zusammen kollidieren? Inwieweit? Wenn Sie meinen, dass die Protonen tatsächlich zusammenkommen, muss eindeutig eine starke Abstoßung überwunden werden. Offensichtlich kollidieren Protonen, wodurch wir Helium usw. erhalten. Multiprotonenkerne werden durch die starke Kernkraft und mit Hilfe von Neutronen in Abständen zusammengehalten.
@Kaz Ich glaube, er fragt, warum H2 einfach nicht zu Helium wird
@Kaz Ich meine, dass das elektrostatische Potential allein die Bindung zwischen zwei Ionen nicht beschreiben kann, da es bei negativ unendlich abfällt R = 0 . Es gibt diese Pauli-Abstoßung, die der Anziehung der zwei entgegengesetzt geladenen Atome entgegenwirkt, was mich verwirrt.
Warum nicht einfach fragen, da Elektronen und Protonen entgegengesetzte Ladungen haben, warum prallt das Elektron des Wasserstoffatoms nicht einfach auf das Proton und erzeugt ein Neutron? van.physics.illinois.edu/qa/listing.php?id=1199
Ich würde gerne mehr darüber erfahren, wie sich das Pauli-Ausschlussprinzip als Abstoßungskraft zwischen zwei beliebigen Atomen/Ionen manifestiert. Meinen Sie zum Beispiel, wie man Ausdrücke wie den für den Entartungsdruck in einem Gas von Fermionen herleitet?

Antworten (2)

Es gibt eine ausgezeichnete Diskussion darüber beim Pauli-Prinzip für Teilchen, die sehr weit voneinander entfernt sind .

Die Frage ist kein Duplikat von Ihnen, daher habe ich Ihre Frage nicht als Duplikat gekennzeichnet, aber die Antwort von Wouter ist sehr relevant. Die Leute neigen dazu, das Ausschlussprinzip mit Handbewegungsargumenten wie "Wenn Sie die Atome zusammenbringen, können die Elektronen nicht die gleichen Orbitale besetzen" beiläufig um sich zu werfen. Wouters Antwort erklärt, wie man die Austauschkraft in Bezug auf die Elektronenverteilungen und insbesondere in Bezug auf die Überlappung versteht.

(Entschuldigung an die Mods, falls dies ein Kommentar hätte sein sollen, aber es dauerte ein bisschen lang für einen Kommentar!)

Der Grund ist die Coulomb-Abstoßung der beiden Protonen. Dasselbe gilt für H 2 + , das einfachste Molekül der Natur, das nur ein Elektron und einen gebundenen Grundzustand hat. Sie können das molekulare Potential analytisch ableiten, wenn Sie wollen, und brauchen bei diesen einfachen Molekülen nicht an die LJ-Form zu denken. Ein Ausgangspunkt ist die wegweisende Arbeit von Morse und Stueckelberg, Link

Es tut mir leid, wenn ich mich nicht klar ausgedrückt habe, aber meine Frage bezieht sich speziell auf die Natur der Pauli-Abstoßungskraft, die für die Aufwärtskurve im Potenzialdiagramm verantwortlich ist.
Woher kommt die Pauli-Abstoßungskraft, die der Anziehung zwischen Atomen und Ionen entgegenwirkt? [Duplikat]
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