Molecole classiche

Animazione che mostra l’interazione di quattro cariche di massa uguale¹, due positive e due negative, secondo l’approssimazione dell’elettromagnetismo classico. Le particelle interagiscono via la forza di Coulomb, mediata dal campo elettrico rappresentato in giallo. Una forza repulsiva di Pauli, di origine quantistica, e che diviene molto grande ad una distanza critica di circa il raggio delle sfere mostrate nell’animazione, impedisce alle cariche di sprofondare su uno stesso punto. Inoltre, il movimento delle particelle è attenuato da un termine proporzionale alla loro velocità, permettendo loro di “installarsi” in degli stati stabili (o meta-stabii).

Quando le cariche possono evolvere a partire dallo stato iniziale, la prima cosa che accade (molto rapidamente, in quanto l’attrazione di Coulomb fra cariche non equilibrate è molto grande) è che si associano in dipoli. In seguito rimane una (molto più debole) interazione fra dipoli vicini (forza di van der Waals). Anche se in linea di principio questa forza può essere repulsiva o attrattiva, una coppia di torsione ruota i dipoli in modo da renderla attrattiva, riunendo finalmente i due dipoli in uno stato vincolato. Questo meccanismo lega le molecole di certe sostanze in uno stato solido.

1. © 2004 MIT TEAL/Studio Physics Project, John Belcher [↩]