"Patrizio" <patrizio.pan-2002_at_libero.it> wrote in message
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> Si', questa e' una definizione standard, anche se convenzionale.
> Pur essendo d'accordo sulla sostanza, questa formulazione
> mi lascia qualche perplessita'. Io la riformulerei dicendo:
> ''l'energia di legame e' l'opposto dell'energia che occorre
> cedere al sistema per romperlo''.
> Consideriamo il sistema legato; l'energia emessa e' l'effetto,
> non la causa del fatto che il sistema e' legato; tale sistema
> e' legato a causa di un' energia _mancante_ (rispetto al
> corrispondente sistema non legato).
> Percio' mi sembra appropriato, a dispetto della convenzione,
> dire che l'en. di legame e' _fisicamente_ negativa.
Io vorrei proporre uno spunto di riflessione:
sulla base di quale nozione a priori si
puo' escludere che un sistema composto abbia
piu' energia di interazione (negativa) dei suoi componenti?
Se si verificasse che una molecola
desse luogo a prodotti con somma delle masse minore della
propria massa, per effetto di una transizione spontanea
non saresti portato a pensare che l'energia di legame
entri in bilancio con segno piu'?
Si puo' escludere che questo si verifichi in un sistema
molecolare? Se si non sulla base di una verita' empiriche o di principio
del tutto generale, bensi' sulla base di un argomento ad hoc che
dimostri che l'energia quantistica complessiva del sistema tenuto
insieme dall'elettrodinamica quantistica (e non consideriamo le forze
nucleari, limitiamoci ad una ipotesi ragionevole nel caso della chimica:
separazione adiabatica delle interazioni elettromagnetiche rispetto a
quelle nucleari): ha un'energia di interazione
che risulta essenzialmente aumentare in tutte le sue dissociazioni.
Ovvero, dettagliando: un contributo di energia di scambio e
correlazione che risulta essenzialmente invariato o diminuita
nella dissociazione, una energia potenziale media che risulta
aumentata in valore assoluto, una energia di autointerazione
che risulta diminuita. O comunque tale che la somma
delle variazioni di queste grandezze risulti in una diminuzione
complessiva dell'energia.
Se per esempio non hai ceduto energia alla molecola ed
hai ottenuto una molecola che ha due pezzi di massa
minore ed un energia cinetica ripartita fra i due
non diresti allora che questo sistema aveva un'energia
di legame che e' responsabile di parte della massa, ovvero che
l'energia di legame contribuisce al bilancio di energia con
segno piu'? Oppure non diresti che questa molecola ha un eccesso
di massa che viene rilasciato in energia cinetica?
Eppure lo so tu ti ribelli a questa eventualita' sulla base
di un solido argomento di carattere empirico supportato dalla
termodinamica che trae il proprio humus sulla solida base
dell'esperienza chimica. E non solo, anche perche' e' veramente
difficile, se non impossibile, pensare ad un sistema di atomi tenuto
insieme dalle sole forze elettromagnetiche che risulti tale che in
una sua parte si sia accumulata un'energia potenziale capace di rompere
la molecola in componenti piu' stabili della molecola iniziale e che
tuttavia risulti stabile per tutto il corso della sua esistenza.
Difficile ma fino a prova contraria non "necessariamente" impossibile.
Benissimo si puo' anche escludere che questo tipo di molecole, se
esistono, si formino in un sistema chimico sotto ipotesi abbastanza
generali di carattere termodinamico a partire dai soli reagenti, non
si puo' escludere che si formino in un sistema complesso fuori
dall'equilibrio termodinamico o in presenza di altri elementi oltre chi
i reagenti, ma l'argomento che illustro di seguito
vale anche per sistemi fuori dall'equilibrio termodinamico purche'
valgano ipotesi di termodinamicita' locale del sistema
(che non risultino alimentati ad esempio da energia
elettromagnetica o da forzanti di altro tipo) ipotesi che io trovo in
verita' alquanto inverosimile nel mondo effettivo.
Il perche' comunemente accettato e' che un'aggregazione che avvenga
senza rilascio di energia sia instabile ovvero sfavorita chimicamente
quindi la molecola eventualmente prodotta non sarebbe una vera
e propria molecola, bensi' una fase metastabile. Cosa si verifica
infatti? Che l'entropia del sistema diminuisce, l'energia interna
aumenta (infatti per compensare la diminuzione di energia cinetica il
sistema deve assorbire calore o se vuoi l'ambiente fare lavoro sul
sistema) e quindi l'energia libera aumenterebbe, e siccome l'energia
libera deve diminuire in tutte le reazioni spontanee questa reazione
non puo' avvenire spontaneamente.
Tuttavia basta indebolire un poco le richieste, non voler
costruire una molecola stabile capace di frammentarsi in
due pezzi di energia propria minore, limitarsi a chiedere
una molecola stabile capace di liberare energia e la cosa non solo
diventa possibile, ma di esempi si trova il pieno nei sistemi biologici.
Come funzionano termodinamicamente questi sistemi? Come fa una
molecola ad accumulare energia? Puo' ad esempio accumulare energia a
spese di altre molecole che guadagnino in stabilita' energetica
(piu' stabilita' per una molecola significa energia della molecola
piu' bassa e quindi energia dell'ambiente aumentata) oppure a
spese di un aumento nel numero di configurazioni del sistema.
Quello che risulta e' pur sempre un sistema capace di liberare energia
e stabile.
Spero di non avere detto troppe sciocchezze.
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Received on Sat Oct 16 2004 - 21:13:10 CEST