Avainero Lennard Jonesin ja Morsen potentiaalin välillä on, että Lennard Jones -potentiaali tarjoaa suhteellisen epätarkemman ja vähemmän yleisen kuvauksen, kun taas Morse-potentiaali tarjoaa tarkemman ja yleistetyn kuvauksen kovalenttisen materiaalin ja pinnan vuorovaikutusten mallintamiseen.
Sekä Lennar Jonesin potentiaali että Morsen potentiaali ovat tärkeitä potentiaalienergiamalleja, joita voimme käyttää atomien tai molekyylien välisten vuorovaikutusten määrittämiseen.
Mikä on Lennard Jonesin potentiaali?
Lennar Jones -potentiaali on eräänlainen molekyylien välinen paripotentiaali. Sitä voidaan kuvata kahden sitoutumattoman atomin tai molekyylin välisen vuorovaikutuksen potentiaalienergiana riippuen erotusetäisyydestä. Tämän potentiaalin kuvaili ensimmäisenä Sir John Edward Lennar-Jones.
Kuva 01: Esimerkki Lennar Jonesin potentiaalikaaviosta
Muiden molekyylien välisten potentiaalien joukossa Lennar Jones -potentiaalia on tutkittu laajimmin. Voimme pitää sitä arkkityyppimallina yksinkertaisille ja realistisille molekyylien välisille vuorovaikutuksille. Tämä potentiaali voi mallintaa vastenmielisiä ja houkuttelevia vuorovaikutuksia. Siksi se pyrkii kuvaamaan elektronisesti neutraaleja atomeja tai molekyylejä.
Lennar Jones -potentiaali on yksinkertaistettu malli, joka voi kuvata kahden tai useamman yksinkertaisen atomin tai molekyylin välisten vuorovaikutusten olennaisia piirteitä. Nämä kaksi vuorovaikutuksessa olevaa hiukkasta voivat hylkiä toisiaan läheltä ja vetää toisiaan puoleensa kohtuullisella etäisyydellä. Ne eivät kuitenkaan ole vuorovaikutuksessa äärettömän etäisyyden päässä.
Lisäksi voimme käyttää tietokonesimulaatioita ja tilastomekaniikkaa Lennar Jones -potentiaalin tutkimiseen ja Lennard-Jones-aineen lämpöfysikaalisten ominaisuuksien saamiseksi. Voimme määritellä sekä Lennar-jones-potentiaalin että Lennard-jones-aineen yksinkertaistetuiksi mutta realistisiksi malleiksi, jotka pystyvät kuvaamaan tarkasti olennaiset fysikaaliset periaatteet, mukaan lukien kriittisen ja kolmoispisteen esiintyminen, kondensaatio ja jäätyminen.
Mikä on morsepotentiaali?
Morse-potentiaali on kätevä interatomien vuorovaikutusmalli diatomisen molekyylin potentiaalienergialle. Sen kuvasi ensin fyysikko Phillip M. Morse. Se antaa paremman approksimation molekyylin värähtelyrakenteelle kuin kvanttiharmoninen oskillaattori, koska se sisältää eksplisiittisesti sidoksen katkeamisen vaikutukset, mm. sitomattomien tilojen olemassaolo.
Kuva 02: Kaavio, joka näyttää näytemorsepotentiaalin
Lisäksi Morsen potentiaali selittää todellisten sidosten epäharmonisuuden ja nollasta poikkeavan siirtymän todennäköisyyden yläsävel- ja yhdistelmäkaistoille. Lisäksi voimme käyttää tätä mallia muihin vuorovaikutuksiin, mukaan lukien atomin ja pinnan välinen vuorovaikutus. Se on hyvin yksinkertainen, minkä vuoksi se ei sovellu nykyaikaiseen spektroskopiaan.
Mitä eroa Lennard Jonesilla ja Morse-potentiaalilla on?
Sekä Lennar Jonesin potentiaali että Morsen potentiaali ovat tärkeitä potentiaalienergiamalleja, joita voimme käyttää atomien tai molekyylien välisten vuorovaikutusten määrittämiseen. Keskeinen ero Lennard Jonesin ja Morsen potentiaalin välillä on, että Lennard Jones -potentiaali tarjoaa verrattain vähemmän tarkan ja vähemmän yleisen kuvauksen, kun taas Morse-potentiaali tarjoaa tarkemman ja yleistetyn kuvauksen kovalenttisen materiaalin ja pinnan vuorovaikutusten mallintamiseen.
Alla on yhteenveto Lennard Jonesin ja Morsen potentiaalin välisestä erosta taulukkomuodossa vierekkäin vertailua varten.
Yhteenveto – Lennard Jones vs Morse Potential
Lennar Jones -potentiaali on eräänlainen molekyylien välinen paripotentiaali, jota voidaan kuvata kahden sitoutumattoman atomin tai molekyylin välisen vuorovaikutuksen potentiaalienergiana erotusetäisyyden mukaan. Morsepotentiaali on kätevä interatomien vuorovaikutusmalli diatomisen molekyylin potentiaalienergialle. Keskeinen ero Lennard Jonesin ja Morsen potentiaalin välillä on se, että Lennard Jones -potentiaali tarjoaa verrattain vähemmän tarkan ja vähemmän yleisen kuvauksen, kun taas Morse-potentiaali tarjoaa tarkemman ja yleistetyn kuvauksen kovalenttisen materiaalin ja pinnan vuorovaikutusten mallintamiseen.
