wszystkie wewnątrzcząsteczkowe i międzycząsteczkowe interakcje są wynikiem oddziaływań elektrostatycznych między naładowanymi cząstkami. Wszystkie cząsteczki składają się z trzech cząsteczek subatomowych: protonów, neutronów i elektronów. Neutrony nie niosą ładunku, ale protony i elektrony niosą ładunki o równej wielkości, ale przeciwległym znaku. Wielkość tych opłat jest stała. Wartość ta jest ładunkiem elementarnym, e. zgodnie z konwencją protony są definiowane jako posiadające ładunki dodatnie, a elektrony są definiowane jako posiadające ładunki ujemne. Wielkość tych ładunków ma stałą wartość znaną jako ładunek elementarny, e = 1,602176565 (35) × 10-19 C. ε0 jest stałą przenikalności próżni, która jest równa 8,854187817… 10-12 F / m (farady na metr).

powierzchnia energii potencjalnej oddziaływania dwóch naładowanych cząstek, obliczona przy użyciu prawa Coulomba.

siła między dwiema naładowanymi cząstkami w wyniku tych oddziaływań elektrostatycznych wynosi

PRAWO (Siła) Coulomba

F ( R ) = − 1 4 π ϵ 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}}}}

w tym równaniu r A B {\displaystyle r_{AB}} jest odległością między cząstkami a I B. ładunek cząstki jest określony przez zmienną q. Ładunek to wielkość skalarna ze znakiem i wielkością.

często wygodniej jest omówić siły międzycząsteczkowe pod względem energii potencjalnej interakcji. Energia potencjalna oddziaływania dwóch naładowanych cząstek, oznaczonych jako a i B, może być określona przez całkowanie siły doświadczanej między cząstkami, jeśli zostały one przeniesione z nieskończonej separacji, gdzie interakcja międzycząsteczkowa jest zerowa, na odległość ( r A B {\displaystyle r_{AB}} ) są one faktycznie oddzielone,

V ( R) = ∞ ∞ R − 1 4 π ϵ 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 ϵ 0 q A q B r i B | ∞ r A B {\displaystyle ={\frac {1}{4\pi \epsilon _{0}}} {\frakcja {q_{A}q_{B}}{r_{AB}}}{\bigg |}_{\infty }^{r_{AB}}} = − = 1 4 π ϵ 0 q A q B r A B {\wyświetlania styl =\lewej-\po lewej stronie={\frakcja {1}{4\pi \epsilon _{0}}}{\frakcja {q_{A}q_{B}}{r_{AB}}}}
PRAWO Coulomba (energia potencjalna)

V ( r ) = 1 4 π ϵ 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}}}

cząsteczki jonowe mają interakcje ładunek-Ładunek kulombiczny. Jeśli ładunki mają ten sam znak (np. dwa jony dodatnie), interakcja jest odpychająca. Jeśli ładunki mają przeciwny znak, interakcja jest atrakcyjna.