Химия - Потенциал Леннард-Джонса

28 февраля 2011


Оглавление:
1. Потенциал Леннард-Джонса
2. Различные формы записи
3. Применение в компьютерном моделировании
4. Потенциал m-n



Потенциал Леннард-Джонса — простая модель парного взаимодействия неполярных молекул, описывающая зависимость энергии взаимодействия двух частиц от расстояния между ними. Эта модель достаточно реалистично передаёт свойства реального взаимодействия сферических неполярных молекул и поэтому широко используется в расчётах и при компьютерном моделировании. Впервые этот вид потенциала был предложен Леннард-Джонсом в 1924 году.

Вид потенциала взаимодействия

Характерный вид потенциала Леннарда-Джонса.

Потенциал Леннард-Джонса записывается в следующем виде:


U = 4\varepsilon \left,

где r — расстояние между центрами частиц, \varepsilon — глубина потенциальной ямы, σ — расстояние, на котором энергия взаимодействия становится равной нулю. Параметры \varepsilon и σ являются характеристиками молекул соответствующего вещества. Характерный вид потенциала показан на рисунке, его минимум лежит в точке r_{min} = \sigma \sqrt{2}.

При больших r молекулы притягиваются, что соответствует члену -\left^6 в формуле. Эту зависимость можно обосновать теоретически и обусловлена она силами Ван-дер-Ваальса.

На малых же расстояниях молекулы отталкиваются из-за обменного взаимодействия, чему соответствует член \left^{12}. Данный конкретный вид потенциала отталкивания, в отличие от вида потенциала притяжения, не имеет под собой теоретического обоснования. Более того, более обоснованной является экспоненциальная зависимость. Однако потенциал отталкивания Леннард-Джонса более удобен в вычислениях, так как r^{12}=\left^2, что и оправдывает его применение.



Просмотров: 3652


<<< Полярность химических связей
Потенциал Штокмайера >>>