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李纳琼斯势

2018-09-06 14:27:47     所属分类:计算化学
李纳琼斯势强度对距离的关系图

李纳琼斯势 (也称为 L-J势6-12势12-6势)是一个简单的数学模型,该模型近似了中性原子或分子间的交互作用。这种原子间位能的形式首次由李纳琼斯在1924年提出。[1] 最常见的李纳琼斯位能表示式如下

其中 ε 是位能井的深度,σ 是有限距离内粒子间的位能为零的间距,r 是粒子间的距离,rm是位能最小时的间距。 在 rm处位能具有 −ε 的值。其中参数间有如下关系rm=21/6σ≈1.122σ。这些参数可回归以重现实验的结果或量子化学的计算。由于其计算上的方便性,李纳琼斯势广泛地运用在电脑模拟上。

目录

  • 1 解释
  • 2 其他的表示法
    • 2.1 AB 表示法
  • 3 参考文献

解释

r-12项,是关于排斥力的项。此项描述了在短程内由于电子轨域的重叠所引起的包力斥力。r-6项,是关于吸引力的长程项(凡得瓦力、分散力)。

L-J势对距离的微分给出了两分子间的分子间力。此分子间力,可能是吸引力或排斥力,取决于 r 的值。当 r 很小时是排斥力。

由白金汉所提出的白金汉势改进了李纳琼斯势。在白金汉势中排斥力项是一指数函数。[2]

李纳琼斯势是一个相对较好的近似。由于他的方便性,他常被用来描述,气体的性质、散射模型、分子模型中波函数重叠的交互作用。在惰性气体原子的描述上是特别的准确,在中性原子或分子间的交互作用也是一个良好的近似。

其他的表示法

以下是几种常见的李纳琼斯势的表示法

AB 表示法

此表示法易于模拟软件的使用

其中。或者。在此表示法中李纳琼斯势被写为12-6势。[3]

数学上更广义的形式,包含了一个额外的变数n

其中是分子间的键能(分离原子所需的能量)。

参考文献

  1. ^ Lennard-Jones, J. E., On the Determination of Molecular Fields, Proc. R. Soc. Lond. A, 1924, 106 (738): 463–477, Bibcode:1924RSPSA.106..463J, doi:10.1098/rspa.1924.0082  |DOI=|doi=只需其一 (帮助)|DOI=|doi=只需其一 (帮助)
  2. ^ Peter Atkins and Julio de Paula, "Atkins' Physical Chemistry" (8th edn, W. H. Freeman), p. 637.
  3. ^ Lennard-Jones, J. E. Cohesion. Proceedings of the Physical Society. 1931, 43 (5): 461. Bibcode:1931PPS....43..461L. doi:10.1088/0959-5309/43/5/301. 
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