李纳琼斯势

科技工作者之家 2020-11-17

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。

数学表示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。

解释r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斥力。r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。

李纳琼斯势是一个相对较好的近似。1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。

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。

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)。

本词条内容贡献者为:

刘军 - 副研究员 - 中国科学院工程热物理研究所

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