Wechselwirkungsenergien

Michael aus Nbg · Anmeldungsdatum: 03.09.2004 Beiträge: 11 Wohnort: Nürnberg

Hallo liebe Physikfreunde,

habe diese Fragen schon im Chemikerboard gepostet, aber da kann mir leider keiner mehr helfen. traurig

Und bei Wikipedia hab ich auch schon gesucht! traurig

Es geht um folgendes: Ich brauche Formeln, mit denen ich Dipol-Dipol-Wechselwirkungen, Induktionswechselwirkungen und Dispersionswechselwirkungen berechnen kann. Das einzige was ich bis jetzt weiss, ist das alle mit 1/r^6 an Energie verlieren, wobei r der Abstand der zwei Atome ist.

Falls jemand von euch Formel dazu hat bitte MIT Quellen-Angabe posten!

Danke schon Michael Wink

Bruce · Anmeldungsdatum: 20.07.2004 Beiträge: 537

Hi Michael,

zunächst würde ich gerne wissen, in welchem Zusammenhang Du Ansätze
zur Beschreibung von

a)Dipol-Dipol Wechselwirkung
b) Induktionswechselwirkung
c) Dispersionwechselwirkung

benötigst.

Bei b) und c) muß ich gestehen, daß ich gar nicht weiß was das ist unglücklich

.
Also kläre micht bitte mal auf!

Kennst Du Lennard-Jones Potentiale? Die sind durch sowas wie E(r)=a/r^6+b/r^12
definiert und beschreiben die Wechselwirkungsenergie zwischen Edelgasatomen.
Nützt dir das was ?

Gruß von Bruce.

Michael aus Nbg · Anmeldungsdatum: 03.09.2004 Beiträge: 11 Wohnort: Nürnberg

Hallo Bruce, genau darum geht es! Für jede dieser Wechselwirkungen gibt es ein Lennard-Jones-Potential. Dabei ist der 1/r^12 Term der Term der für die Abstoßung der Teilchen sorgt, und der 1/r^6 Term, der Term der die Anziehung beschreibt. Soweit kein Problem.

Die Anziehungskräfte können in verschiedene Teil untergliedert werden siehe oben. und für jede dieser wechselwirkungen gilt eine andere Nährung für die Wechselwirkung. Und genau diese Formel brauche ich!

Also dipol-dipol-wechselwirkungen sind nicht anderes als Anbziehungskräfte zwischen zwei geladenen Molekülen.

Induktionswechselwirkungen gehen von einem geladenen Teilchen aus, und induzieren in ein ungeladenes Teilchen einen Dipol

Dispersionswechselwirkungen herschen zwischen prinzipiel ungeladenen Teilchen. diese sind für einen kurzen Moment aufgrund einer nicht homogenen Elektronenverteilung im Atom ein temporärer dipol. dieser Dipol wiederum besitzt ein elektrische Feld, welches im benachbartem Atom ebenfalls eine Elektronenverschiebund verursachen kann.

Soviel mal zur klärung der Begriffe. Vielleicht kann ja jetzt jemand was damit anfangen!

gruß Michael Wink

Bruce · Anmeldungsdatum: 20.07.2004 Beiträge: 537

Hallo Michael,

dann ist Dispersionswechselwirkung wohl das, was auch gern "van der Waals Wechselwirkung"
genannt wird und Induktionswechselwirkung beruht auf elektrostatischer Influenz grübelnd

.

O.K., das hätten wir geklärt.

Allerdings hast Du nicht gesagt, wofür Du Potentiale suchst. Was willst Du konkret damit
berechnen oder simulieren?

Mir ist bekannt, daß man mit Lennard-Jones Potentialen die van der Waals Wechselwirkung
ganz ordentlich beschreiben kann, aber für die Wechselwirkung zwischen elektrisch
polarisierten Molekülen sollten diese Potentiale weniger gut geeignet sein. Der Nachteil
von LJ-Potentialen ist ja der, daß diese nur vom Abstand zwischen den Molekülen abhängen
und nicht von deren relativer Orientierung. Falls Du z.B. die Wechselwirkung zwischen
Wassermolekülen in flüssigem Wasser mit LJ-Potentialen beschreiben willst, dann vernachlässigst
Du die Abhängigkeit der Wechselwirkungsenergie von der relativen Orientierung der Moleküle.
Falls das egal ist, dann könnten LJ-Potentialen ausreichend sein, falls nicht, mußt
Du winkelabhängige Potentiale verwenden.

Für den Fall das Du dich weiter mit dem Thema beschäftigen willst und noch nichts über
Molekulardynamik-Simulationen weißt, dann könnte es dir helfen dich darüber zu informieren.

Gruß von Bruce.

Michael aus Nbg · Anmeldungsdatum: 03.09.2004 Beiträge: 11 Wohnort: Nürnberg

@Bruce: du hast mich nicht ganz verstanden. Das Lj-Potential gilt für alle Wechselwirkungen eigenständig. Die Abstoßung ist der r^12 Term, der ist immer gleich. Und für JEDE der genannten Wechselwirkungen gibt es einen Berechnungsterm abhängig von Temperatur, Orientierung, Ladung etc. und jede dieser Wechselwirkungen gehorcht angeblich dem Term 1/r^6.

ich muß jetzt eben wissen, in wie weit jeder dieser Terme berechnet werden kann, und welche Faktoren darin eingehen.
Wie du ja schon geschrieben hast, muß zum Beispiel bei den Dipol-wechselwirkungen die Ladung mit einbezogen werden (coulomb-Kräfte), bei Induktionswechselwirkung die Influenz, und bei den Dispersionswechselwirkungen ebenfalls Influenz, Polarisierbarkeit, etc...

Die große Frage ist eben WIE grübelnd

Gruß und schönes wochenende Michael Wink

im übrigen sind alles Van-der-Waals-wirkungen.

Bruce · Anmeldungsdatum: 20.07.2004 Beiträge: 537

O.K O.K Michael,

vielleicht bin ich manchmal etwas begriffsstutzig unglücklich

, aber ich glaube
jetzt verstehe ich langsam, was dein Problem ist.

Für dich ist schon klar mit welchen Potentialen Du arbeiten willst.
Für dich steht fest, die Wechselwirkungsenergie zwischen zwei Teilchen
der Sorten i und j wird durch Lennard-Jones'artige Potentiale der Form

beschrieben und Du suchst die Koeffizienten

für alle autretenden unterschiedlichen Paare von Teilchen i und j als Funktion der
relativen Orientierung (phi,theta) und der Temperatur T. Wahrscheinlich hängen die
Koeffizienten a_ij und b_ij auch noch von dem Medium ab, in dem sich das Teilchenpaar
ij befindet.

Ich befürchte, daß Du Originalliteratur(Zeitschriftenaufsätze) konsultieren mußt,
um die nötigen Informationen zu finden. Es würde mich überraschen, wenn derartige
phänomenologische Potentiale in Standardlehrbüchern zu finden sind.

Aber soweit warst Du wahrscheinlich auch schon, oder ?

Kann dir an der Uni keiner helfen ???????

Mir fällt gerade ein, in Mainz gibt es ein Max-Planck-Institut für Polymerforschung.
Kontaktiere doch mal eine der dort ansässigen Theoriegruppen, die könnten dir vielleicht
helfen, daß erforderliche Material zügig zu finden (google mal ein bischen herum und
suche nach Forschungseinrichtungen, die sich mit sowas beschäftigen).

So, nun habe ich mein Pulver dazu verschossen.

Auch dir ein schönes Wochenende Prost

!

Gruß von Bruce