Stockmeyer potential

Stockmeierpotentialen är en enkel modell av den parvisa interaktionen av molekyler med ett permanent dipolmoment . Representerar Lennard-Jones potential med ytterligare en dipolinteraktionsterm. Denna modell föreslogs av Stockmayer 1941. [ett]

Typ av interaktionspotential

På grund av det faktum att molekyler med permanenta dipolmoment beaktas, kommer interaktionsenergin för ett par sådana molekyler att bero inte bara på avståndet mellan dem, utan också på deras inbördes orientering. I CGS skrivs Stockmeyer-potentialen i följande form:

U(r,\theta _{a},\theta _{b},\varphi )=4\varepsilon \left[\left({\frac {\sigma }{r))\right)^{ 12}-\left({\frac {\sigma }{r}}\right)^{6}\right]-{\frac {\mu _{a}\mu _{b}}{r^{3 }}}\,g(\theta _{a},\theta _{b},\varphi ).

Här:

$r$ är avståndet mellan molekyler,
$\sigma ,\;\varepsilon$ är parametrarna för Lennard-Jones potential .
${\displaystyle \theta _{a},\;\theta _{b))$ är molekylernas polära vinklar, är skillnaden i azimutvinklarna för molekylerna (se figur), ${\displaystyle \varphi =\varphi _{b}-\varphi _{a))$
${\displaystyle \mu _{a},\;\mu _{b))$ är dipolmomenten för molekylerna,
$g(\theta _{a},\theta _{b},\varphi )=2\cos {\theta _{a))\cos {\theta _{b))-\sin {\theta _{a}}\sin {\theta _{b}}\cos {\varphi }$ .

Det är lätt att se att Stockmeyer-potentialen representeras som en superposition av två enklare potentialer . Den första av dem är Lennard-Jones potentialen, den andra är interaktionspotentialen för två dipoler . ${\displaystyle U=U_{LJ}+U_{d))$

En annan form av skrivande

Om vi introducerar ett dimensionslöst dipolmoment skrivs Stockmeyerpotentialen som $\mu ^{*}={\frac {\mu }{\sqrt {\varepsilon \sigma ^{3))))$

U(r,\theta _{a},\theta _{b},\varphi )=\varepsilon \left\{4\left[\left({\frac {\sigma }{r))\ höger)^{12}-\left({\frac {\sigma }{r}}\right)^{6}\right]-\mu ^{*2}g(\theta _{a},\theta _{b},\varphi )\left({\frac {\sigma }{r}}\right)^{3}\right\}.

Av denna anledning kallas Stockmeier-potentialen ibland som 12-6-3-potentialen.

Tillämpningsgränser

Först och främst ärver Stockmeier-potentialen alla begränsningar av Lennard-Jones-potentialen. Man bör också komma ihåg att Stockmeier-potentialen använder uttryck för interaktionen av punktdipoler , medan verkliga molekyler har en ändlig storlek.

Anteckningar

↑ Stockmayer W.H. - J. Chem. Phys., 1941, v. 9, sid. 398.

Litteratur

Hirshfelder J., Curtiss Ch., Byrd R. Molekylär teori om gaser och vätskor. M.: IL, 1961. - 931s.
Kaplan IG Introduktion till teorin om intermolekylära interaktioner. — M.: Nauka. Huvudupplagan av fysisk och matematisk litteratur, 1982. 312 sid.

Se även

Intermolekylär interaktion

Länkar

Stockmayer potential på SklogWiki .