Stockmeyer potentiale

Stockmeier-potentialet er en simpel model af den parvise interaktion af molekyler med et permanent dipolmoment . Repræsenterer Lennard-Jones potentialet med et ekstra dipolinteraktionsled. Denne model blev foreslået af Stockmayer i 1941. [en]

Type af interaktionspotentiale

På grund af det faktum, at molekyler med permanente dipolmomenter overvejes, vil interaktionsenergien for et par af sådanne molekyler ikke kun afhænge af afstanden mellem dem, men også af deres gensidige orientering. I CGS er Stockmeyer-potentialet skrevet i følgende form:

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

Her:

$r$ er afstanden mellem molekyler,
$\sigma ,\;\varepsilon$ er parametrene for Lennard-Jones potentialet .
${\displaystyle \theta _{a},\;\theta _{b))$ er molekylernes polære vinkler, er forskellen i molekylernes azimutvinkler (se figur), ${\displaystyle \varphi =\varphi _{b}-\varphi _{a))$
${\displaystyle \mu _{a},\;\mu _{b))$ er molekylernes dipolmomenter,
$g(\theta _{a},\theta _{b},\varphi )=2\cos {\theta _{a))\cos {\theta _{b))-\sin {\theta _{a}}\sin {\theta _{b}}\cos {\varphi }$ .

Det er let at se, at Stockmeyer-potentialet er repræsenteret som en superposition af to simplere potentialer . Den første af dem er Lennard-Jones potentialet, den anden er interaktionspotentialet for to dipoler . ${\displaystyle U=U_{LJ}+U_{d))$

En anden form for skrivning

Hvis vi introducerer et dimensionsløst dipolmoment , skrives Stockmeyer-potentialet som $\mu ^{*}={\frac {\mu }{\sqrt {\varepsilon \sigma ^{3))))$

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

Af denne grund omtales Stockmeier-potentialet nogle gange som 12-6-3-potentialet.

Grænser for anvendelighed

Først og fremmest arver Stockmeier-potentialet alle begrænsningerne af Lennard-Jones-potentialet. Det skal også huskes, at Stockmeier-potentialet bruger udtryk for interaktionen af punktdipoler , mens reelle molekyler har en endelig størrelse.

Noter

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

Litteratur

Hirshfelder J., Curtiss Ch., Byrd R. Molekylær teori om gasser og væsker. M.: IL, 1961. - 931s.
Kaplan IG Introduktion til teorien om intermolekylære interaktioner. — M.: Nauka. Hovedudgave af fysisk og matematisk litteratur, 1982. 312 s.

Se også

Intermolekylær interaktion