李納瓊斯勢

李納瓊斯勢

李納瓊斯勢 (也稱為 L-J勢6-12勢12-6勢)是一個簡單的數學模型,該模型近似了中性原子或分子間的互動作用。這種原子間位能的形式首次由李納瓊斯在1924年提出。

基本介紹

  • 中文名:李納瓊斯勢
  • 外文名:Lennard-Jones potential
  • 學科:物理
數學表示,解釋,AB 表示法,

數學表示

最常見的李納瓊斯位能表示式如下
其中 ε 是位能井的深度,σ 是有限距離內粒子間的位能為零的間距,r 是粒子間的距離,rm是位能最小時的間距。 在 rm處位能具有 −ε 的值。其中參數間有如下關係rm=21/6σ≈1.122σ。這些參數可回歸以重現實驗的結果或量子化學的計算。由於其計算上的方便性,李納瓊斯勢廣泛地運用在電腦模擬上。

解釋

r項,是關於排斥力的項。此項描述了在短程內由於電子軌域的重疊所引起的斥力。r項,是關於吸引力的長程項(凡得瓦力、分散力)。
L-J勢對距離的微分給出了兩分子間的分子間力。此分子間力,可能是吸引力或排斥力,取決於 r 的值。當 r 很小時是排斥力。
由白金漢所提出的白金漢勢改進了李納瓊斯勢。在白金漢勢中排斥力項是一指數函式。
李納瓊斯勢是一個相對較好的近似。由於他的方便性,他常被用來描述,氣體的性質、散射模型、分子模型中波函式重疊的互動作用。在惰性氣體原子的描述上是特別的準確,在中性原子或分子間的互動作用也是一個良好的近似。

AB 表示法

此表示法易於模擬軟體的使用
其中
。或者
。在此表示法中李納瓊斯勢被寫為12-6勢。
數學上更廣義的形式,包含了一個額外的變數n
其中
是分子間的鍵能(分離原子所需的能量)。

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