Pourquoi les objets ne peuvent-ils s'interpénétrer ?

[duduch74]

Bonjour
Puisque les atomes sont essentiellement composés de vide, pourquoi les objets ne peuvent pas s'interpénétrer ?
Merci
PS: ce n'est pas une question scolaire, ça m'a juste traversé l'esprit.
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[XK150]

Bonjour ,
A cause des électrons des atomes qui se repoussent .

[albanxiii]

Bonjour,

C'est un sujet qui a été abordé au moins 10000 fois sur le forum, faites une recherche, vous allez trouver de quoi occuper vos soirées avec la lecture des résultats.

[Deedee81]

Salut,

EDIT : looooooongue rédaction, double croisement avec XH150 et Albanxiii. C'est vrai que le sujet a souvent été abordé. Mes explications ci-dessous sont suffisamment larges pour avoir des clefs de recherche tant sur Futura que sur Wikipedia ou autre, afin d'alimenter les longues soirées que Albanxiii a proposé

Cette idée des atomes pleins de vide est (devenue) quelque peu abusive. On trouve en effet deux choses dans les atomes (en dehors du minuscule noyau) : les électrons, qui sont largement "étalés" autour du noyau (leur fonction d'onde est étalée dans presque tout l'atome = amplitude de présence et il serait abusif de dire que l'électron est ponctuel mais à une place inconnue car le simple fait de le localiser suffit à l'éjecter du noyau, conséquence des lois quantiques ou plus prosaïquement du principe d'indétermination Dx.Dp >= h/2pi ) et aussi les champ électromagnétique (plutôt électrostatique) dû aux charges électriques des noyaux et électrons. Ce vide est bien remplit

Cette idée du vide est venue de la découverte de la taille infime des noyaux par Rutherford. Mais la théorie quantique n'était pas encore née.

Quatre phénomènes "obligent" les électrons à rester à une certaine distance du noyau :
- le principe d'incertitude/indétermination, voir ci-dessus.
- les interactions électromagnétiques (les électrons se repoussent l'un l'autre)
- la quantification des interactions, les différents états des électrons étant discrétisés autour de l'atome (orbitale s, orbitale p, niveaux n = 1, 2, 3,... etc....)
- le principe d'exclusion de Pauli empêchant deux électrons d'être exactement dans le même état quantique (pour les photons c'est l'inverse : ils "aiment" être dans le même état, comme dans le rayonnement laser. Les particules se divisant en fermions comme l'électron et les bosons comme le photon, avec des propriétés statistiques très différentes, la catégorie dépendant de la valeur de leur spin).

(en réalité cette division est un peu arbitraire, tout ce décrit avec, par exemple, l'équation de Schrödinger)

De fait, lorsque des atomes A et B se rapprochent, ils peuvent se lier par échange d'électrons (molécules) mais les électrons de A vont avoir du mal d'entrer dans B à cause de ces phénomènes.
Pour forcer les atomes à s'écraser, il faut y aller franco, avec une énorme gravité par exemple comme dans les naines blanches (matière dégénérée) où on a des noyaux très proches dans une "mer" d'électrons. Et si on insiste encore (étoiles à neutrons) les électrons n'y arrivent même plus, ils interagissent avec les protons les transformant en neutrons. Et si on insiste encore plus, brammm c'est carrément l'effondrement final (plus rien pour empêcher l'écrasement) avec formation d'un trou noir (où l'état de la matière est mal connu tant parce qu'il est difficile d'aller y voir que parce qu'il faudrait passer à une théorie de gravitation quantique dont nous n'avons pas encore de version validée ni même entièrement mature d'ailleurs).

[A voir en vidéo sur Futura]

[f6bes]

Bjr à toi, Faut il considérer au niveau des électrons ou au niveau de la molécule ?
J 'aurais un penchant pour la molécule.
Bonne journée

[Deedee81]

Bjr à toi, Faut il considérer au niveau des électrons ou au niveau de la molécule ?
J 'aurais un penchant pour la molécule.

Considérer quoi ? Les phénomènes ci-dessus ?

Tout dépend de la "compression". Dans les molécules, les liaisons se font entre atomes avec les électrons périphériques (derniers niveaux dans les orbitales électroniques de l'atome).
Et si on comprime le bestiau c'est évidemment ceux là qui vont être affecté le premier, ça peut dissocier les molécules ou provoquer d'autres réactions chimiques (ou dans un solide, on peut avoir un changement de phase et modifier la structure cristalline et donc les liaisons moléculaires (un exemple que j'ai vu la semaine passée est le diagramme de phase de l'hélium qui a ainsi quatre état solide, à haute pression !, hexagonal, cubique centré, cubique face centrée).

A plus haute compression c'est évidemment les états des électrons internes qui vont faire barrage et être affecté jusqu'à apparition de l'état dégénéré (on a alors des noyaux proches et des électrons totalement délocalisés, dans une naine blanche l'état est proche du niveau de Fermi comme dans un objet au zéro absolu alors que sa température est de l'ordre de 10000 K ! Cela est dû au fait que les électrons étant tous tassés et très très nombreux, le niveau de Fermi correspond à des électrons extrêmement rapides, il ne faut pas beaucoup d'énergie pour avoir des T élevée).

Ensuite, si on comprime encore plus fort,

[f6bes]

Bjr Deedee 81,
merci bien pour les explications.
Bonne journée

[albanxiii]

EDIT : looooooongue rédaction, double croisement avec XH150 et Albanxiii.

J'admire ta pédagogie, ta patience et ton courage. Merci pour l'OP.