alla intramolekylära och intermolekylära interaktioner är resultatet av elektrostatiska interaktioner mellan laddade partiklar. Alla molekyler består av de tre subatomära partiklarna: protoner, neutroner och elektroner. Neutroner bär inte en laddning, men protoner och elektroner bär laddningar med lika stor storlek men motsatt tecken. Storleken på dessa avgifter är fasta. Detta värde är elementär laddning, e. enligt konvention, protoner definieras som positiva laddningar och elektroner definieras som negativa laddningar. Storleken på dessa laddningar har ett konstant värde som kallas elementär laddning, e=1,602176565 (35) 10-19 19 C. xnumx xnumx är vakuum permittivitetskonstanten, vilket är lika med 8,854187817… 10-12 F / m (farads per meter).

den potentiella energiytan för interaktionen mellan två laddade partiklar, beräknad med Coulombs lag.

kraften mellan två laddade partiklar på grund av denna elektrostatiska växelverkan är,

Coulombs lag (kraft)

F ( r ) = − 1 4 msk 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}}}}

i denna ekvation är r A b {\displaystyle r_{AB}} är avståndet mellan partiklarna A och B. laddningen av en partikel ges av variabeln q. En laddning är en skalär kvantitet med ett tecken och en storlek.

det är ofta bekvämare att diskutera intermolekylära krafter när det gäller interaktionens potentiella energi. Den potentiella energin i interaktionen mellan två laddade partiklar, märkta A och B, kan bestämmas genom att integrera den kraft som upplevs mellan partiklarna om de flyttades från oändlig separation där den intermolekylära interaktionen är noll, till avståndet ( r a b {\displaystyle r_{AB}} ) de är faktiskt åtskilda av,

V ( r) = 2CB r − 1 4CB 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 kg 0 Q A q b r och B | kg r A B {\displaystyle ={\frac {1}{4\pi \Epsilon _{0}}}{\frac {Q_{a}Q_{b}}{r_{AB}}}{\bigg |}_{\infty }^{r_{AB}}} = − = 1 4 msk 0 Q A q b r a b {\displaystyle =\left-\left={\frac {1} {4\pi\Epsilon _{0}}} {\frac {Q_ {a} Q_{b}} {R_{AB}}}
Coulombs lag (potentiell energi)

V ( r ) = 1 4 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}}}

joniska molekyler har coulombiska interaktioner med laddning. Om laddningarna har samma tecken (t.ex. två positiva joner) är interaktionen repulsiv. Om avgifterna har motsatt tecken är interaktionen attraktiv.