Resumen:
La mecánica estadística permite expresar propiedades macroscópicas de la materia en términos de las fuerzas intermoleculares. Es entonces fundamental el conocimiento de las mismas. Este puede ser alcanzado, en principio, por medio de la mecánica cuántica. Sin embargo, las dificultades matemáticas son inmensas y se ha obtenido solamente una imagen cualitativa aceptable de las interacciones entre pares de moléculas. Se describe entonces dicha interacción en términos de funciones semiempíricas simples, cuya forma es la obtenida por la mecánica cuántica y que contienen constantes ajustables. Estas constantes se determinan analizando medidas experimentales de propiedades macroscópicas que dependan de pares de moléculas, como el segundo coeficiente de virial o la viscosidad de un gas, por medio de la fórmula mecánica-estadística correspondiente. El problema resulta mucho más complicado si la propiedad a considerar depende de las interacciones entre muchos cuerpos. Es necesario suponer que la energía total del sistema es suma de las energías de los pares de moléculas que pueden formarse. Esta es la llamada "hipótesis de aditividad de potenciales". En este trabajo un potencial de par de dos parámetros, debido a Kihara y modificaco por el uso del factor acéntrico de Pitaer, fué determinado ajustando simultáneamente medidas experimentales del segundo coeficiente de virial y viscosidad para los gases nobles pesados argón, kriptón y xenón. El potencial así hallado reproduce los datos experimentales de las propiedades mencionadas mejor que cualquier otro potencial de par, incluido el conocido Lennard-Jones(6-12). Dichos datos experimentales, reducidos apropiadamente con los parámetros del potencial Kihara, satisfacen el principio de estados correspondientes. Además su rama atractiva está de acuerdo con la hallada por Dalgarno usando consideraciones mecánico-cuánticas. La posesión de un buen potencial de par para gases nobles permite intentar resolver el problema de su estructura cristalina. Los gases nobles cristalizan en el sistema cúbico centrado en las caras. Todos los cálculos realizados hasta ahora, aunque predicen correctamente el calor de sublimación a 0°K y la constante de red, dan como más estable el sistema hexagonal compacto. La diferencia de energía entre las dos estructuras es del órden de 10^-4 veces la energía de cohesión. Se encontró que usando el potencial de Kihara, tanto para una red estática como para un sistema que tenga en cuenta vibraciones moleculares el problema estructural no queda resuelto. Es entonces necesario abandonar la hipótesis de aditividad y considerar correcciones no aditivas. Se demuestra en este trabajo que la inclusión de la energía de tripletes de Axilrod, reformada por Kihara, explica la estabilidad de la estructura cúbica para kriptón y xenón y reduce sensillamente la diferencia en el caso del argón. Se calculan finalmente, en base a los resultados obtenidos, algunas propiedades de los sólidos. Los gases nobles helio y neón no se consideran ya que en ellos los efectos cuánticos son importantes a bajas temperaturas, aún en fase gaseosa.
Citación:
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Rossi, Juan Carlos. (1965). Fuerzas intermoleculares en los gases nobles pesados. (Tesis Doctoral. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales.). Recuperado de https://hdl.handle.net/20.500.12110/tesis_n1268_Rossi
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Rossi, Juan Carlos. "Fuerzas intermoleculares en los gases nobles pesados". Tesis Doctoral, Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales, 1965.https://hdl.handle.net/20.500.12110/tesis_n1268_Rossi
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