Механизм внутриатомных сил

Механизм внутриатомных сил

Закон Кулона – один из основных законов электростатики, определяющий силу взаимодействия между двумя покоящимися точечными электрическими зарядами, т. е. между двумя электрически заряженными телами, размеры которых малы по сравнению с расстоянием между ними. Установлен Шарлем Кулоном в 1785 опытным путём:
Формулировка закона:
«Сила взаимодействия двух точечных неподвижных заряженных тел в вакууме направлена вдоль прямой, соединяющей заряды, прямо пропорциональна произведению модулей зарядов и обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними».

Запишем закон в виде формулы:

где k есть коэффициент пропорциональности, зависящий от выбранной системы единиц;

Обозначим здесь в условных единицах:
Заряд протона (позитрона), q = +1, Заряд электрона, q = – 1;
Радиус протона = r, Радиус электрона = ~0

Теперь рассчитаем по формуле:

►силу притяжения между любым из протонов и электроном между ними:

F= – k*(1*1)/(1^2) = –1k;

►силу отталкивания между протонами:

F= k*(1*1)/(2^2) = 0,25k

Как видим:
сила притяжения каждого из протонов к электрону в 4 раза больше силы взаимоотталкивания протонов. И потому электрон способен гибко-подвижно "склеить" ("сцепить"):

► 2 протона и вместе с ними притянуть еще один электрон -- получим молекулу водорода;

► протон и диполь-нейтрон -- получим дейтерий;

► протон и два диполя-нейтрона -- получим тритий.

Соответственно, и атом любого вещества, состоящий из протонов и нейтронов, «склеенных» электронами, имеет примерно такой вид:

Красными шарами условно обозначены протоны, синими – нейтроны,
электроны не видны из-за значительно меньших размеров.