Потенциальная энергия взаимодействия многих молекул

ПОТЕНЦИАЛЬНАЯ ЭНЕРГИЯ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ МНОГИХ МОЛЕКУЛ [c.283]

Потенциальная энергия взаимодействия многих молекул [c.316]

Остановимся на наиболее важной составляющей энергии молекулы — электронной энергии. Так как скорость тяжелых ядер во много раз меньше скорости легких электронов, приближенно можно рассматривать движение электронов в молекуле в каждый данный момент, читая ядра неподвижными приближение Борна — Оппенгеймера). Выбранному фиксированному положению ядер R отвечает определенная энергия электронов %n R), включающая их кинетическую энергию, энергию взаимодействия электронов друг с другом и энергию взаимодействия электронов с ядрами. Условимся включать сюда также энергию отталкивания ядер iZ e lR. Тогда название электронная для t(R) = Бэл + Z,Z.2e /R указывает, что учитывается движение только электронов, но не ядер, а фиксированное расстояние между ядрами R рассматривается как параметр. Индекс эл при этом отбрасывается. Если расстояние между ядрами R изменится, изменится поле ядер, в котором движутся электроны, изменится и электронная энергия системы e R). В этом смысле электронная энергия суть функция межъядерного расстояния и по отношению к движению ядер играет роль потенциальной энергии. Вид фз кции e R) для двухатомной молекулы АВ изображает кривая а рис. 14, называемая потенциальной кривой. Когда атомы А и В удалены на бесконечное расстояние, электронная энергия е , ) равна сумме электронных энергий невзаимодействующих атомов А и В в основном состоянии [c.44]

Знание парных потенциалов дает основу для определения потенциальной энергии взаимодействия в системе из многих молекул. В первом приближении допускают, что парные взаи- [c.121]

Взаимодействие многих молекул следует рассматривать, вообще говоря, как коллективное, учитывая возможную зависимость силы взаимодействия двух данных молекул от расположения всех других молекул. Состояние теории, однако, не позволяет пока последовательно проводить такое рассмотрение. Поэтому обычно исходят из предположения, что потенциальная энергия 7 взаимодействия многих молекул аддитивно складывается из энергий взаимодействия пар, причем энергия каждой пары зависит только от относительного положения образующих эту пару молекул [c.283]

Обычно полагают, что потенциальная энергия и системы из многих Ы) частиц аддитивно складывается из энергий взаимодействия пар молекул. Это допущение не является строгим, поскольку в общую потенциальную энергию дают вклад не только парные, но и многочастичные взаимодействия однако оно в большинстве случаев достаточно оправдано. Для систем с центральными взаимодействиями (ради простоты формулы далее запишем именно для них) [c.36]

При испарении (кипении) жидкое.вещество переходит в газообразное состояние. В этом состоянии частицы находятся на расстояниях, значительно превышающих их размеры, поэтому силы взаимодействия между ними очень малы и частицы могут свободно перемещаться. Если в кристалле все частицы образуют единый агрегат, а в.жидкости много крупных агрегатов, то в газах могут встречаться лишь частицы, состоящие из 2-5 молекул, причем их число сравнительно невелико. Средняя кинетическая энергия частиц газа значительно больше их средней потенциальной энергии, поэтому силы притяжения между ними недостаточны для того, чтобы удержать их друг возле друга. [c.144]

В разреженном газе средние межмолекулярные расстояния велики и частицы большую часть времени движутся свободно, не взаимодействуя с другими частицами средняя длина свободного пробега во много раз больше диаметра молекулы. В конденсированном состоянии любая частица взаимодействует одновременно со многими другими, средние межмолекулярные расстояния — порядка тех, которые отвечают минимуму потенциальной энергии (хотя даже для твердых тел при Т ф О можно говорить лишь о близости значений, но не об их совпадении). В жидкости межмолекулярные силы удерживают частицы вместе, но все же подвижность их очень велика, взаимное расположение легко изменяется, что и обусловливает текучесть жидкости. В твердом теле частицы занимают определенные фиксированные положения в пространстве, совершая лишь небольшие колебания около положений равновесия. Различные силы, действующие на частицы, в положении равновесия компенсируются. Одиако компенсации не происходит при смещениях данной частицы и других, ее окружающих. Равновесие в твердом теле также, как и в других телах, является динамическим. Наличие фиксированной равновесной структуры определяет упругость твердого тела и ряд его других свойств. [c.155]

Многие относительно простые периодичные полисахариды, например целлюлоза и крахмал, в упорядоченном состоянии нерастворимы. Это объясняется, во-первых, тем, что принятие упорядоченной конформации обычно облегчает укладку цепей за счет благоприятных нековалентных взаимодействий между ними для минимизации общей потенциальной энергии и, во-вторых, тем, что упорядочение цепей приводит к повышению их жесткости и снижению конформационной энтропии, которая играет важную роль в процессе растворения. Следовательно, агрегация цепей и осаждение являются более выгодными процессами даже в тех случаях, когда взаимодействие типа полимер — полимер лишь незначительно предпочтительнее взаимодействий типа полимер — растворитель и даже когда упаковка молекул не упорядочена. Поэтому в упорядоченном состоянии молекулы полисахарида продолжают существовать в растворе только при наличии благоприятных дополнительных факторов. [c.297]

Расчет потенциальной энергии межмолекулярного взаимодействия для сколько-нибудь сложных систем реально возможен в настоящее время только при условии использования атом-атомного приближения. Этот метод, который еще недавно вызывал бурные протесты (не учитываются особенности перераспределения электронной плотности, индивидуальные для каждой молекулы ), в последние два десятилетия был с успехом использован в тысячах разнообразных исследований в самых различных областях физической химии. Выявилась своеобразная и довольно удобная для многих задач тенденция чем больше, чем сложнее молекула, разумеется, в определенных пределах, тем лучше работают атом-атомные потенциалы. [c.158]

Одним из направлений развития метода атом-атомных потенциалов является подход, предложенный Шерагой с сотр. [84—86]. Эти авторы рассматривают взаимодействие электронов и ядер, полагая, что положительные заряды, равные 1, 4, 5 и 6 для атомов Н, С, N и О соответственно, локализованы на ядрах, а электроны располагаются на связях или направлениях, соответствующих неподеленным парам. Расстояния между электронами и ядрами являются параметрами модели. Потенциальная энергия складывается из кулоновских членов типа а1д,1гц, описывающих взаимодействия между электронами и ядрами, а также из членов, учитывающих притяжение и отталкивание между электронами и записанных в виде потенциала 6—ехр . Параметры этих потенциальных функций подобраны методом наименьших квадратов с учетом многих экспериментальных данных, характеризующих различные свойства молекул и молекулярных кристаллов — дипольных моментов, барьеров внутреннего вращения, разностей энергий конформе-ров, энергий и констант решетки и др. [c.159]

При молекулярно-статистическом расчете константы Генри на грамм цеолита интегрирование заменяли суммированием по большому числу элементарных объемов, на которые разделялась повторяющаяся V24 часть большой полости. Для всех молекул расчет проводили в атом-ионном приближении с учетом вклада, вносимого индукционным взаимодействием атома А молекулы с ионом I цеолита. Далее находили потенциальную энергию межмолекулярного взаимодействия данного атома молекулы со всем цеолитом и проводили суммирование по всем атомам молекулы. Приближенность расчета параметров атом-ионных потенциалов и неточность использованных моделей цеолитов и многих молекул преодолевали, как в случае ГТС, введением в вычисленную теоретически величину атом-ионного потенциала эмпирической поправки р. Значение р определяли таким же методом, как и при адсорбции на ГТС (см. разд. 6.5). Несмотря на усложнение, связанное в случае цеолитов с учетом индукционного взаимодействия, этим приближением можно пользоваться. [c.208]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология