Abstoßens

Abstoßung bezeichnet in der Physik und Chemie eine Kraft oder Interaktion, die zwei Objekte voneinander weg bewegt. Sie tritt auf unterschiedlichen Ebenen auf und wird durch verschiedene Mechanismen verursacht, die oft gemeinsam wirken.

Zu den wichtigsten Ursachen gehören elektromagnetische Abstoßung zwischen gleichnamigen elektrischen Ladungen, die sich nach dem Coul Empfehlungen gesetz durch F ∝ 1/r^2 verhält. Je näher sich Ladungen kommen, desto stärker wirkt die Abstoßung. Eine weitere Quelle ist das Quantenverhalten von Elektronen: Das Pauli-Ausschlussprinzip verbietet es zwei Fermionen, denselben Quantenzustand einzunehmen, was beim Näherkommen von Elektronenschichten eine effektive Abstoßung erzeugt. Zusätzlich spielt die sterische Abstoßung eine Rolle: Große Molekülgruppen verdrängen sich gegenseitig, weil eine räumliche Überlappung der Elektronenwolken energetisch ungünstig ist und die Molekülgeometrie beeinflusst.

Bedeutung und Anwendungen: In der Chemie bestimmt Abstoßung die Geometrie von Molekülen, Bindungswinkel, Abstände und Reaktivität. In der Festkörper- und Materialwissenschaft beeinflusst die Abstoßung die Elektronendichte, Bandstruktur sowie Stabilität von Kristallen. In der Biologie regelt sie das Zusammenpassen von Proteinen, Enzymen und Liganden, trägt aber auch zur Selektivität von Bindungen bei. Technisch spielt Abstoßung eine Rolle bei Dichtungen, Isolationsmaterialien und der Nanotechnik, wo kontrollierte Abstoßungseffekte gewünschte Abstände oder Orientierungen erzwingen.

Messung und Beobachtung erfolgen durch Kräftemessungen auf atomarer oder molekularer Ebene, beispielsweise mit Kraftsensorik, der Rasterkraftmikroskopie (AFM) oder verwandten Techniken, die Repulsionsbereiche kartieren.