Moleculaire simulatie / lading-lading interacties

alle intramoleculaire en intermoleculaire interacties zijn het resultaat van elektrostatische interacties tussen geladen deeltjes. Alle moleculen bestaan uit de drie subatomaire deeltjes: protonen, neutronen en elektronen. Neutronen dragen geen lading, maar protonen en elektronen dragen ladingen met een gelijke grootte maar tegenovergesteld teken. De omvang van deze kosten is vastgesteld. Deze waarde is elementaire lading, e. volgens afspraak worden protonen gedefinieerd als positieve ladingen en elektronen als negatieve ladingen. De grootte van deze ladingen hebben een constante waarde die bekend staat als de elementaire lading, e=1,602176565(35) × 10-19 C. ε0 is de vacuümpermittiviteits constante, die gelijk is aan 8.854187817… 10-12 F /m (farads per meter).

het potentiële energieoppervlak van de interactie van twee geladen deeltjes, berekend met behulp van de wet van Coulomb.

De kracht tussen twee geladen deeltjes door deze elektrostatische interacties is,

wet van Coulomb (kracht)

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

In deze vergelijking, r A B {\displaystyle r_{AB}} {\displaystyle r_{AB}} is de afstand tussen de deeltjes A en B. De lading van een deeltje wordt gegeven door de variabele q. Een lading is een scalaire hoeveelheid met een teken en een magnitude.

Het is vaak handiger om intermoleculaire krachten te bespreken in termen van de potentiële energie van de interactie. De potentiële energie van de interactie van de twee geladen deeltjes, A en B, kan worden bepaald door het integreren van de kracht ervaren tussen de deeltjes als ze werden verplaatst van de oneindige scheiding waar de intermoleculaire interactie is nul, de afstand ( r A B {\displaystyle r_{AB}} {\displaystyle r_{AB}}) ze zijn eigenlijk gescheiden door

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} {\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 En B | ∞ r A B {\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 }^{r_{AB}}} – = − = 1 4 π ż 0 q A q B r A B {\displaystyle =\links\left={\frac {1}{4\pi \epsilon _{0}}}{\frac {q_{A}q_{B}}{r_{AB}}}} {\displaystyle =\links\left={\frac {1}{4\pi \epsilon _{0}}}{\frac {q_{A}q_{B}}{r_{AB}}}}
wet van Coulomb (potentiële energie)

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

Ionische moleculen kosten-kosten Coulombic interacties. Als de ladingen hetzelfde teken hebben (bijvoorbeeld twee positieve ionen), is de interactie weerzinwekkend. Als de ladingen het tegenovergestelde teken hebben, is de interactie aantrekkelijk.

Geef een antwoord

Het e-mailadres wordt niet gepubliceerd.