molecola di H

[massimo1975]

ciao sono un nuovo arrivato e sono un appassionato di scienze

quando due atomi di H si uniscono per formare una molecola si sprigiona dell'energia.
voglio sapere se questa energia è uguale alla massa a riposo che i due protoni e i due elettroni perdono a causa del legame instauratosi.
grazie.

[Yak52]

Diciamo che cio' che hai pensato e' corretto nel caso in cui due atomi di H si uniscono per dare elio He, in quanto i due protoni si legano attraverso la forza nucleare forte e questo legame possiede un energia pari alle differenze di masse secondo la legge di einstein.

Per quanto riguarda invece il semplice legame chimico che porta 2 atomi di idrogeno a legarsi formando H2 la cosa e' differente... infatti questo e' un legame elettrico e i due elettroni sono condivisi dai due nuclei, che per la loro netta separazione non si attraggono con la forza forte ( che ha un raggio d'azione molto piccolo, circa qualche fermi, cioe' \( \displaystyle {{10}}^{{-{15}}}{m} \); memtre i due nuclei hanno una distanza dell'ordine di \( \displaystyle {{10}}^{{-{10}}} \)).

[massimo1975]

ciao
secondo me dovrebbe essere la stessa cosa anche per quanto riguarda il legame elettrico.
l'energia che si sprigiona nella formazione di una molecola di H, da dove proviene se non dalla massa che i due protoni e i due elettroni perdono a causa della maggiore attrazione elettrica fra loro (maggiore rispetto a quella negli atomi isolati)?
per quanto questa energia possa apparire piccola se confrontata a quella delle reazioni nucleari, è però anch'essa capace di provocare fenomeni devastanti (es. reazione fra metano e ossigeno)
una molecola biatomica appena formata vibra con la stessa energia del suo legame e continuerebbe a vibrare all'infinito con tale energia se essa fosse completamente isolata.
l'energia di questa vibrazione non è forse l'energia di cui ti parlo sopra? e cioè la massa persa dalle quattro particelle?
fammi sapere.

[wedge]

come ti diceva Yak, nel caso di due atomi che formano una molecola ci sono i livelli energetici delle particelle in gioco, non centra la differenza di massa. quest'energia, che è quantizzata, è data fondamentalmente dall'attrazione elettromagnetica. e, parlando proprio terra terra, il livello fondamentale di due elettroni ciascuno "in orbita" attorno ad un protone è più alto di quello di due elettroni nella stessa shell divisa tra i due nuclei.

scusami ma il discorso dell'energia di vibrazione che fai non riesco proprio a capirlo.

PS benvenuto nel forum, spero ti troverai bene.

[massimo1975]

anche l'energia nucleare è data dall'attrazione forte ma è anche uguale al corrispondente difetto di massa.
e lo stesso vale per le reazioni chimiche: l'energia di legame dipende dall'attrazione elettrica ma è uguale anche al corrispondente difetto di massa.
infatti gli elettroni e i protoni nella molecola di H si trovano in uno stato più legato e quindi devono perdere per forza della massa.
il passaggio da una forza di attrazione minore ad una maggiore è causa di una corrispondente perdita di massa.
se no veramente non ha senso.
l'esplosione provocata dalla reazione metano-ossigeno non è forse la trasformazione di massa in energia?

una molecola appena formata libera la sua energia di legame vibrando. Dovrebbe essere così, altrimenti come fanno le reazioni chimiche a produrre calore? (questo cmq è un altro discorso, non avrei dovuto inserirlo in questa discussione)

[wedge]

credo che dovresti distinguere gli ordini di grandezza di una reazione nucleare e di una reazione chimica. questa differenza di massa data dall'attrazione elettromagnetica, che anche se c'è in linea di principio, è assolutamente trascurabile rispetto ai livelli energetici degli elettroni.
ti faccio un esempio: nella formula di Weiszacker per il calcolo della massa di un nucleo si considera anche la repulsione coulombiana tra i protoni, ma è una correzione ad ordini superiori, ed è nettamente sovrastata dalla correzione data dall'attrazione della forza nucleare forte tra i nucleoni.
in questo caso invece pesa molto di più, come ti dicevo, il riarrangiarsi degli elettroni sui livelli energetici attorno ai nuclei.

non sono esperto di reazioni chimiche, ma giustificare la combustione come differenza di massa mi sembra sbagliato. anche lì abbiamo dei livelli elettronici, non è una reazione nucleare. ripeto, gli ordini di grandezza sono diversissimi.

[massimo1975]

ti rimando a questo indirizzo:

http://www.marcococco.eu/Sito/Bacheca/V ... tesse.html al paragrafo "difetto di massa nelle reazioni chimiche"

e anche a http://pietropetesse.com/index2.htm al paragrafo "reazioni chimiche"

come vedrai si evince chiaramente che il difetto di massa degli elettroni si trasforma in energia di legame.

[mircoFN]

Credo che la domanda di massimo si possa interpretare così: qual è l'equivalente in massa dell'energia di legame della molecola di idrogeno?
Ovvero: si può verificare che due atomi di idrogeno sono legati in molecola mediante una 'pesata'?

Ho già espresso il mio parere sulla questione in una vecchia discussione sul peso di una molla carica... . Resto convinto che è fisico quello che è misurabile, il resto è filosofia (o al più protofisica) anche se fatta da fisici. Per questo, capisco e condivido le perplessità di wedge

[wedge]

ti rimando a questo indirizzo:

http://www.marcococco.eu/Sito/Bacheca/V ... tesse.html al paragrafo "difetto di massa nelle reazioni chimiche"

e anche a http://pietropetesse.com/index2.htm al paragrafo "reazioni chimiche"

come vedrai si evince chiaramente che il difetto di massa degli elettroni si trasforma in energia di legame.

con tutto il rispetto per questo ingegnere, ti consiglio di cercare riferimenti su un libro di fisica e non su questi siti.

[Yak52]

Come dice mircoFN e' lecito chiedersi quale sia l'equivalente in massa dell'energia di legame di una molecola e facendo il calcolo ( l'energia di legame e' dell'ordine dell'eV) si ottiene che \( \displaystyle \delta{m}={{10}}^{{-{35}}}{K}{g} \). Questa massa e' un \( \displaystyle {{10}}^{{4}} \) inferiore a quella dell'elettrone quindi piccolissima.

Il discorso delle reazioni chimiche' e' piu' complicato e io nn sono molto competente. Infatti ci sono diversi tipi di legami e alcuni sono dovuti a dipoli elettrici.
Nel semplice caso dell'idrogeno ribadisco che gli elettroni sono convivisi da entrambi i nuclei e probabilmente a perdere la massa calcolata sopra sono entrambi gli elettroni... ma l'effetto e' veramente irrisorio.