Molekylær Simulering / ladnings-Ladningsinteraktioner

alle intramolekylære og intermolekylære interaktioner er resultatet af elektrostatiske interaktioner mellem ladede partikler. Alle molekyler består af de tre subatomære partikler: protoner, neutroner og elektroner. Neutroner bærer ikke en ladning, men protoner og elektroner bærer ladninger med samme størrelse, men modsat tegn. Størrelsen af disse afgifter er fastsat. Denne værdi er elementær ladning, e. efter konvention, protoner defineres som positive ladninger, og elektroner defineres som negative ladninger. Størrelsen af disse ladninger har en konstant værdi kendt som elementærladningen, e=1.602176565(35) tist 10-19 C. list0 er vakuumpermittivitetskonstanten, som er lig med 8.854187817… 10-12 F / m (farads pr. meter).

den potentielle energioverflade af interaktionen mellem to ladede partikler, beregnet ved hjælp af Coulombs lov.

kraften mellem to ladede partikler på grund af denne elektrostatiske interaktion er

Coulombs lov (kraft)

F ( r ) = − 1 4 ret 0 g A G B R A B 2 {\displaystyle F(R)={\frac {-1}{4\pi \epsilon _{0}}}{\frac {k_{a}k_{B}}{r_{ab}^{2}}}} {\displaystyle F(R)={\frac {-1}{4\pi \epsilon _{0}}}{\frac {k_{a}k_{B}}{R_{ab}^{2}}}}

i denne ligning er r A b {\displaystyle r_{AB}}{\displaystyle R_{AB}} afstanden mellem partiklerne A og B. ladningen af en partikel er givet af variablen k. En afgift er en skalar mængde med et tegn og en størrelse.

det er ofte mere hensigtsmæssigt at diskutere intermolekylære kræfter med hensyn til interaktionens potentielle energi. Den potentielle energi i interaktionen mellem to ladede partikler, mærket A og B, kan bestemmes ved at integrere den kraft, der opleves mellem partiklerne, hvis de blev flyttet fra uendelig adskillelse, hvor den intermolekylære interaktion er nul, til afstanden ( r A b {\displaystyle r_{AB}} {\displaystyle r_{AB}}) de er faktisk adskilt af,

V ( r) = kur r − 1 4 kur 0 K A K B R A B 2 d r {\displaystyle {\mathcal {v}}(r)=\int _{\infty }^{r}{\frac {-1}{4\pi \epsilon _{0}}}{\frac {k_{a}k_{B}}{R_{ab}^{2}}}dr} {\displaystyle {\mathcal {V}}(r)=\int _{\infty }^{r}{\frac {-1}{4\pi \epsilon _{0}}}{\frac {k_{a}k_{B}}{r_{AB}^{2}}}dr} = 1 4 l 0 g og B | L r a B {\displaystyle ={\frac {1}{4\pi \epsilon _{0}}}{\frac {k_{a}k_{B}}{r_{AB}}}{\bigg |}_{\infty }^{R_{ab}}} {\displaystyle ={\frac {1}{4\pi \epsilon _{0}}}{\frac {k_{a}k_{B}}{R_{ab}}}{\bigg |}_{\bigg/} infty} ^{R_{ab}}} = − = 1 4 ret 0 k en k b r a b {\displaystyle =\left-\left={\frac {1} {4\pi \epsilon _{0}}} {\frac {k_{a} k_{B}} {R_{AB}}}} {\displaystyle =\left-\left={\frac {1} {4\pi \epsilon _{0}}} {\frac {k_{A}k_{B}}{r_{AB}}}
Coulombs lov (potentiel energi)

V ( r ) = 1 4 l 0 K A K B R A B {\displaystyle {\mathcal {v}} (r)={\frac {1} {4\pi \epsilon _{0}}} {\frac {k_{a} k_{B}} {r_{ab}}}} {\displaystyle {\mathcal {v}} (r)={\frac {1} {4\pi \epsilon _{0}}} {\frac {k_{a} k_{B}} {r_{ab}}}}

ioniske molekyler har charge-charge coulombic interaktioner. Hvis ladningerne har det samme tegn (f.eks. to positive ioner), er interaktionen frastødende. Hvis afgifterne har det modsatte tegn, er interaktionen attraktiv.

Skriv et svar

Din e-mailadresse vil ikke blive publiceret.