e) Por que a energia aumenta em distâncias menores do que aquela correspondente ao ponto de mínimo do gráfico?

Passo 1

Resumo do enunciado: a pergunta é “Por que a energia aumenta em distâncias menores do que aquela correspondente ao ponto de mínimo do gráfico?”
Conteúdo: energia potencial intermolecular (por exemplo, potencial de Lennard‐Jones).
O que precisamos: entender o formato geral da curva , saber que existe uma parte atrativa (longa distância) e uma parte repulsiva (curta distância) e por quê a repulsão faz a energia subir.

Passo 2

Antes de tudo, lembra que energia potencial U(r) = 4varepsilon[gl(sigmargr)^12 ;-;gl(sigmargr)^6] versus distância entre duas partículas tem um mínimo em . Nesse ponto a força resultante é zero e o sistema está em equilíbrio estável.
Um modelo clássico é o potencial de Lennard‐Jones:
Aqui:
  • O termo é responsável pela atração (forças de van der Waals).
  • O termo é responsável pela repulsão quando fica muito pequeno.

Passo 3

Quando , o termo repulsivo cresce muito rápido (pois qualquer fração menor que 1 à potência 12 vira um número enorme).
Fisicamente isso acontece porque os núcleos e as nuvens eletrônicas das partículas começam a se sobrepor demais. A repulsão eletrônica (exclusão de Pauli e carga dos núcleos) exige energia para forçar as partículas a ficarem tão próximas.
Então, à medida que você “empurra” as partículas para , precisa “gastar” mais energia, e o gráfico de dispara para valores positivos (ou menos negativos), ou seja, a energia aumenta.

Resposta

A energia aumenta para porque, em distâncias muito pequenas, domina a forte repulsão entre nuvens eletrônicas e núcleos, representada pelo termo do potencial, que cresce rapidamente e eleva .

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