Química Básica - Estrutura - Departamento de Química ...

Fig. 2 - Ilustração das forças coulômbicas (repulsivas e atrativas) que
operam entre as cargas puntiformes q1 e q2 separadas pela distância r.
Existe uma energia potencial coulômbica (U), que é uma grandeza
escalar, associada a essas interações elétricas dada por:
1 q1⋅q2 U = (quando a interação é repulsiva), (3)
4πε0 r
onde U é dada em Joule (J), unidade expressa no SI.
Neste caso, só é possível aproximar as cargas de maneira forçada, ou seja,
se trabalho for realizado contra a força coulômbica repulsiva (oposição). Portanto,
quando a cargas são aproximadas (o valor de “r” diminui), temos um aumento da
energia potencial elétrica (a energia do sistema aumenta). Por isso, a equação
que fornece o valor de U apresenta sinal positivo (subentendido).
Por outro lado, a aproximação de cargas de sinais contrários leva a uma
diminuição de U. Neste caso, a equação que fornece o seu valor deve apresentar
sinal negativo, isto é:
1 q ⋅ q
U =−
4πε r
0
1 2
(quando a interação é atrativa) (4)
Sendo assim, quando “r” diminui o valor de “U” torna-se mais negativo e,
portanto, o valor de U diminui aumentando a estabilidade do sistema.
Caso se deseje separar as cargas de sinais contrários (cuja força entre elas
é naturalmente atrativa) será necessário agora realizar trabalho de modo a forçar
o aumento da distância entre elas. Neste caso, um aumento de “r” implica um
valor de U menos negativo, indicando que a energia potencial está aumentando,
o que torna o sistema menos estável. Enquanto as interações repulsivas
promovem o aumento da energia do sistema (diminui sua estabilidade), as
interações atrativas sempre contribuem para a diminuição da energia do
sistema, aumentando sua estabilidade.
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