Tutte le interazioni intramolecolari e intermolecolari sono il risultato di interazioni elettrostatiche tra particelle cariche. Tutte le molecole sono comprese le tre particelle subatomiche: protoni, neutroni ed elettroni. I neutroni non portano una carica, ma protoni ed elettroni portano cariche di uguale grandezza ma di segno opposto. L’entità di queste cariche è fissa. Questo valore è carica elementare, e.Per convenzione, protoni sono definiti come aventi cariche positive ed elettroni sono definiti come aventi cariche negative. La grandezza di queste cariche ha un valore costante noto come carica elementare, e=1.602176565(35) × 10-19 C. ε0 è la costante di permittività del vuoto, che è uguale a 8.854187817… 10-12 F/m (farad per metro).

La superficie di energia potenziale dell’interazione di due particelle cariche, calcolata utilizzando la legge di Coulomb.

La forza tra due particelle cariche a causa di questo le interazioni elettrostatiche è,

legge di Coulomb (forza)

F ( r ) = − 1 4 π ż 0 q A q B r A B 2 {\displaystyle F(r)={\frac {-1}{4\pi \epsilon _{0}}}{\frac {q_{A}q_{B}}{r_{AB}^{2}}}}

In questa equazione, r A B {\displaystyle r{AB}} è la distanza fra le particelle A e B. La carica di una particella è data dalla variabile q. Una carica è una quantità scalare con un segno e una grandezza.

È spesso più conveniente discutere le forze intermolecolari in termini di energia potenziale dell’interazione. L’energia potenziale di interazione tra due particelle cariche, contrassegnati dalle lettere A e B, possono essere determinati integrando la forza di esperti tra le particelle se erano mossi dal separazione infinita, dove l’interazione intermolecolare è pari a zero, per la distanza ( r A B {\displaystyle r{AB}} ) sono in realtà separati da,

V ( r ) = ∫ ∞ r − 1 4 π ż 0 q A q B r A B 2 d r {\displaystyle {\mathcal {V}}(r)=\int _{\infty }^{r}{\frac {-1}{4\pi \epsilon _{0}}}{\frac {q_{A}q_{B}}{r_{AB}^{2}}}dr} = 1 4 π ż 0 q A q B r E B | ∞ r A B {\displaystyle ={\frac {1}{4\pi \epsilon _{0}}}{\frac {q_{A}q_{B}}{r_{AB}}}{\bigg |}_{\infty }^{r_{AB}}} = − = 1 4 π ż 0 q A q B r A B {\displaystyle =\left-\left={\frac {1}{4\pi \epsilon _{0}}}{\frac {q_{A}q_{B}}{r_{AB}}}}
legge di Coulomb (energia potenziale)

V ( r ) = 1 4 π ż 0 q A q B r A B {\displaystyle {\mathcal {V}}(r)={\frac {1}{4\pi \epsilon _{0}}}{\frac {q_{A}q_{B}}{r_{AB}}}}

Ionico molecole hanno una carica interazioni Coulombiane. Se le cariche hanno lo stesso segno (ad esempio, due ioni positivi), l’interazione è ripugnante. Se le cariche hanno il segno opposto, l’interazione è attraente.