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分子间相互作用的起源——点电荷与偶极子的相互作用势
邱新龙-凯算计算
东华大学 化学硕士
极性分子的正电荷中心与负电荷中心不相重合，形成一个偶极子(electric dipole）。度量偶极子的物理量是偶极矩，用M表示。两个分别位于口和氏,ri2=r2—ri,带相反电荷一g和g的点电荷形成的偶极子的偶极矩为
式中，偶极矩μ是一个由负电荷中心指向正电荷中心的矢量。值得注意的是，化学中常用一个带正号的箭头表示偶极矩，正号表示正电荷端，箭头指向负电荷端，与矢量μ的方向刚好相反（图3-4）。偶极矩的绝对值表示其大小
|μ|=qr12偶极矩的单位为Debye,简称D。1Debye表示两个相距1A,分别带1e.s.u.和一1e.s.u.的点电荷形成的偶极子的偶极矩。Debye不是一个SI单位，偶极矩的SI单位是C•m,1D=3.33564X10_30C・m。对多原子分子，如果各原子的残余电荷为％,坐标位置矢量为ri，偶极矩的定义为
求和遍及所有原子。一个点电荷q与偶极矩4之间的相互作用势能为
式中，θ为偶极矩矢量与偶极矩的电荷中心到点电荷之间连线的夹角；r为偶极矩的电荷中心到点电荷的距离矢量。同时，上述公式的适用条件是点电荷与偶极子中心的距离远大于偶极子的尺寸。由此可知，点电荷与偶极矩之间的相互作用能，不仅取决于两者之间的距离和偶极矩的大小，还与偶极矩的空间取向有关。当对不同的空间取向取热力学平均后得到
编辑于 2022-08-19 15:41
起源
分子动力学模拟