Energia quimica

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1- ¿Qué es energía de punto cero?

La Mecánica Cuántica predice la existencia de energías de punto cero para las interacciones nuclear débil y fuerte y las electromagnéticas, donde punto cero se refiere a la energía del sistema a una temperatura T, o el nivel de energía cuantizado más bajo de un sistema mecánico cuántico. En la física cuántica convencional, el origen de la energía de punto ceroes el Principio de Incertidumbre de Heisenberg, el cual afirma que, para una partícula en movimiento como puede ser un electrón, cuanto más precisamente medimos la posición, menos exactamente podemos medir su momento, y viceversa. Una incertidumbre paralela existe entre las medidas que involucran al tiempo y la energía (y otras llamadas variables conjugadas en mecánica cuántica). Esta mínimaincertidumbre no es debida a ningún defecto corregible en la medida, sino que más bien refleja la poca claridad intrínseca a la cuántica en la misma naturaleza de la energía y la materia brotando de la naturaleza de onda de varios campos cuánticos. Esto lleva al concepto de energía de punto cero.

La energía de punto cero es la energía que permanece cuando todas las otras energías son eliminadasde un sistema. Este comportamiento está demostrado por, por ejemplo, en el helio líquido. Cuando la temperatura desciende hasta el cero absoluto, el helio permanece líquido, el lugar de congelarse en un sólido, debido a la inamovible energía de punto cero del movimiento de sus átomos.

Un oscilador armónico es una herramienta conceptual útil en física. De forma clásica un oscilador armónico,como una masa sujeta a un muelle, siempre puede llevarse a un estado de reposo. Sin embargo, un oscilador armónico cuántico no permite esto. Siempre permanece un movimiento residual debido a los requisitos del Principio de Incertidumbre de Heisenberg, dando como resultado una energía de punto cero, igual a ½hv.

2- ¿Qué es energía electrónica de enlace en el cero absoluto?
La energía electrónicaes la diferencia entre el mínimo en la curva de energía y la energía de los átomos completamente separados ΔUel. Cuando se está en el cero absoluto se trata de la energía de enlace, tomando en cuenta la corrección por punto cero. Incluso a 0 K, la energía vibracional de punto cero de la molécula está presente. Por lo que si se quisiera separar a los átomos, la energía necesaria sería un pocomenor (ΔU0).

3- ¿Qué es energía de enlace a una temperatura T?
Para obtener la energía de enlace de una molécula no se puede simplemente medir la energía necesaria para romper el enlace, ya que deben considerarse las energías vibracionales, rotacionales y traslacionales de reactivos y productos, la energía de punto cero y el trabajo presión volumen cuando intervienen entalpías. En estos factoresla temperatura juega un papel importante, por lo que cuando se lleva a cabo una disociación la energía para realizarla debe incluir una cantidad suficiente para generar átomos separados con la energía traslacional de dicha temperatura (2/3 RT). En resumen, dependiendo de la temperatura a la que esté, una molécula necesitara más o menos energía para romper un enlace dado.

4- ¿Qué es entalpía dedisociación de enlace?
Es la energía intercambiada al descomponerse un mol de una sustancia en sus átomos constituyentes en estado gaseoso. La entalpía a una temperatura dada difiere de la energía de disociación a temperatura ambiente por una cantidad de trabajo PΔV. A veces la diferencia entre los valores obtenidos es muy pequeña por lo que comúnmente se consideran energías de enlace, exceptopara investigaciones muy precisas.

5- ¿Cómo están relacionadas estas variables? Explica y da un ejemplo cuantitativo.
ΔU0, ΔU, ΔH son comúnmente llamados energías de enlace, y pueden ser determinados experimentalmente, a diferentes condiciones experimentales, ΔU se mide a volumen constante, mientras que ΔH debe ser determinado a presión constante. [pic] no se puede medir experimentalmente....
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