分子シミュレーション/電荷-電荷相互作用

すべての分子内および分子間相互作用は、荷電粒子間の静電相互作用の結果です。 すべての分子は、陽子、中性子、電子の3つの亜原子粒子から構成されています。 中性子は電荷を持ちませんが、陽子と電子は等しい大きさではあるが反対の符号を持つ電荷を持ちます。 これらの電荷の大きさは固定されています。 慣例により、陽子は正の電荷を有するものとして定義され、電子は負の電荷を有するものとして定義される。 これらの電荷の大きさは、基本電荷として知られる一定の値、e=1.602176565(35)×10-19Cを有する。λ0は真空誘電率定数であり、これは8.854187817に等しい。.. 10-12F/m(メートルあたりのファラド)。

クーロンの法則を使用して計算された二つの荷電粒子の相互作用のポテンシャルエネルギー表面。

この静電相互作用による2つの荷電粒子間の力は、

クーロンの法則(力)

F(r)=−1 4π0q a Q b R a B2{\displaystyle f(r)={\frac{-1}{4\pi\epsilon_{0}}}{\frac{q_{a}q_{b}}{r_{ab}^{2}}}}iv id=””

クーロンの法則(力)

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相互作用のポテンシャルエネルギーの観点から分子間力を議論する方が便利であることがよくあります。

分子間力を議論する方が便利です。

AとBの2つの荷電粒子の相互作用のポテンシャルエネルギーは、分子間相互作用がゼロである無限分離から距離(r A B{\displaystyle r_{AB}}{\displaystyle r_{AB}})まで移動した場合、粒子間で経験した力を積分することによって決定することができる。

V(r)=√r−1 4√0q a q B r A b2D r{\displaystyle{\{\frac{q_{a}Q_{b}}{r_{ab}dr{2}}}dr}{\displaystyle\int_{\infty}r{r}{\frac{-1}{4\pi\epsilon_{0}}}{\frac{q_{a}Q_{b}}{r_{ab}2{2}}}dr}{\displaystyle\int_{\infty}dr{r}{\frac{-1}{4\pi\epsilon_{0}}}{\displaystyle\int_{ {\mathcal{V}}(r)=\int_{\infty}r{r}{\frac{-1}{4\pi\epsilon_{0}}}{\frac{q_{A}q_{B}}{r_{AB}2{2}}}dr}=1 4≤0q a Q b RとB|≤r A B{\displaystyle={\frac{1}{4\pi\epsilon_{0}}}{\frac{q_{a}q_{b}}{\frac{q_{A}q_{b}}{\frac{q_{A}q_{b}}{\frac{q_{A}q_{b}}{\frac{q_{A}q_{b}}{\frac{q_{A}q_{b}}{\frac{q_{A}q_{b}}{\frac{q_{A}q_{B}}{\frac{q_{A}q_{B}}{\frac{{\Displaystyle={\frac{1}{4\pi\epsilon_{0}}}{\frac{q_{a}q_{b}}{r_{ab}}}{\bigg|}_{\infty}r_{ab}}}{\Displaystyle={\frac{1}{4\pi\epsilon_{0}}}{\frac{q_{a}q_{b}}{r_{ab}}}{\bigg|}_{\infty}=-=1 4≤0q a q b r a b{\displaystyle=\left−\left={\frac{1}{4\pi\epsilon_{0}}}{\frac{q_{a}q_{b}}{r_{ab}}}}{\displaystyle=\left-\left={\Frac{1}{4\Pi\epsilon_{0}}}{\frac{q_{a}q_{b}}{r_{ab}}}{\displaystyle=\left-\left={\Frac{1}{4\Pi\epsilon_{0}}}{\frac{q_{a}q_{b}}{r_{ab}}}{\ {q_{A}q_{B}}{r_{AB}}}}
クーロンの法則(ポテンシャルエネルギー)

V(r)=1 4≤0q a Q b R a B{\displaystyle{\mathcal{v}}(r)={\frac{1}{4\pi\epsilon_{0}}}{\frac{q_{a}q_{b}}{r_{ab}}}}{\Displaystyle{\mathcal{V}}(r)={\frac{1}{4\pi\epsilon_{0}}}{\frac{q_{a}q_{b}}{R_{ab}}}}

イオン分子は電荷-電荷クーロン相互作用を持つ。 電荷が同じ符号(例えば、2つの正のイオン)を有する場合、相互作用は反発的である。 電荷が反対の符号を有する場合、相互作用は魅力的である。

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