Моделювання потенцiалу взаємодiї мiж молекулами води
The structure and the explicit form of the interaction potential between molecules in water vapor have been studied. The main contribution to this potential is supposed to be made by repulsive, dispersion, and electrostatic forces. The irreducible contribution caused by the overlapping of the electr...
Збережено в:
| Дата: | 2019 |
|---|---|
| Автор: | |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | English Ukrainian |
| Опубліковано: |
Publishing house "Academperiodika"
2019
|
| Теми: | |
| Онлайн доступ: | https://ujp.bitp.kiev.ua/index.php/ujp/article/view/2019026 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Ukrainian Journal of Physics |
Репозитарії
Ukrainian Journal of Physics| id |
ujp2-article-2019026 |
|---|---|
| record_format |
ojs |
| spelling |
ujp2-article-20190262019-04-20T07:52:04Z Simulation of the Interaction Potential between Water Molecules Моделювання потенцiалу взаємодiї мiж молекулами води Timofeev, M. V. водяна пара потенцiал мiжмолекулярної взаємодiї water vapor molecular interaction potential - The structure and the explicit form of the interaction potential between molecules in water vapor have been studied. The main contribution to this potential is supposed to be made by repulsive, dispersion, and electrostatic forces. The irreducible contribution caused by the overlapping of the electron shells of water molecules, which is usually associated with hydrogen bonds, is supposed to be small and neglected. Interaction potentials, in which the molecular repulsion is described by either a “soft” power-law potential or a hard-core one, have been constructed. In both cases, a multipole series expansion up to the dipole-octupole term is used for the electrostatic interaction between molecules. The dispersion interaction is approximated by the standard London formula. The multipole moments are taken to be equal to their experimental values or close to their values obtained from quantum chemical calculations. The model parameters for the repulsive and dispersion potentials are selected to correctly reproduce the parameters of an isolated dimer and the temperature dependence of the second virial coefficient. The obtained potentials are used to construct the average potentials of interaction between the molecules, which govern the thermodynamic, kinetic, and electrophysical properties of water vapor. A characteristic feature of the repulsive potential is the value of power exponent: n = 28. The proposed potentials differ substantially from the well-known ones, such as SPC, SPC/E, TIPS, and other potentials. Дослiджується структура i явний вигляд потенцiалу мiжмолекулярної взаємодiї у водянiй парi. Припускається, що основний внесок до нього вноситься силами вiдштовхування, дисперсiйної та електростатичної взаємодiї. Незвiдна складова взаємодiї, яка зумовлена перекриттям електронних оболонок i звичайно пов’язується з водневим зв’язком, вважається малою i вiдкидається. Побудованi потенцiали, в яких: 1) вiдштовхування моделюється м’яким, степеневим, потенцiалом, а електростатична взаємодiя – вiдрiзком мультипольного ряду до диполь-октупольної взаємодiї включно i 2) вiдштовхування моделюється потенцiалом твердих сфер, а електростатична взаємодiя у той самий спосiб, що i в першому випадку. Дисперсiйна взаємодiя апроксимується стандартним чином в наближеннi Лондона. Мультипольнi моменти приймаються рiвними їх експериментальним значенням, близьким до вiдповiдних в квантово-хiмiчних розрахунках. Константи вiдштовхувальної i дисперсiйної взаємодiї пiдбираються так, щоб вiдтворити параметри iзольованого димера i температурну залежнiсть другого вiрiального коефiцiєнта. Отриманi таким чином вихiднi потенцiали використовуються для побудови усереднених потенцiалiв взаємодiї, якi визначають термодинамiчнi та кiнетичнi характеристики водяної пари. Характерною рисою потенцiалу вiдштовхування молекул води є показник степеня n = 28. Запропонованi потенцiалi суттєво вiдрiзняються вiд вiдомих потенцiалiв SPC, SPC/E, TIPS i т. iн. Publishing house "Academperiodika" 2019-01-04 Article Article Peer-reviewed Рецензована стаття application/pdf application/pdf https://ujp.bitp.kiev.ua/index.php/ujp/article/view/2019026 10.15407/ujpe61.10.0893 Ukrainian Journal of Physics; Vol. 61 No. 10 (2016); 893 Український фізичний журнал; Том 61 № 10 (2016); 893 2071-0194 2071-0186 10.15407/ujpe61.10 en uk https://ujp.bitp.kiev.ua/index.php/ujp/article/view/2019026/907 https://ujp.bitp.kiev.ua/index.php/ujp/article/view/2019026/908 Copyright (c) 2019 Bogolyubov Institute for Theoretical Physics, National Academy of Sciences of Ukraine |
| institution |
Ukrainian Journal of Physics |
| collection |
OJS |
| language |
English Ukrainian |
| topic |
водяна пара потенцiал мiжмолекулярної взаємодiї water vapor molecular interaction potential - |
| spellingShingle |
водяна пара потенцiал мiжмолекулярної взаємодiї water vapor molecular interaction potential - Timofeev, M. V. Моделювання потенцiалу взаємодiї мiж молекулами води |
| topic_facet |
водяна пара потенцiал мiжмолекулярної взаємодiї water vapor molecular interaction potential - |
| format |
Article |
| author |
Timofeev, M. V. |
| author_facet |
Timofeev, M. V. |
| author_sort |
Timofeev, M. V. |
| title |
Моделювання потенцiалу взаємодiї мiж молекулами води |
| title_short |
Моделювання потенцiалу взаємодiї мiж молекулами води |
| title_full |
Моделювання потенцiалу взаємодiї мiж молекулами води |
| title_fullStr |
Моделювання потенцiалу взаємодiї мiж молекулами води |
| title_full_unstemmed |
Моделювання потенцiалу взаємодiї мiж молекулами води |
| title_sort |
моделювання потенцiалу взаємодiї мiж молекулами води |
| title_alt |
Simulation of the Interaction Potential between Water Molecules |
| description |
The structure and the explicit form of the interaction potential between molecules in water vapor have been studied. The main contribution to this potential is supposed to be made by repulsive, dispersion, and electrostatic forces. The irreducible contribution caused by the overlapping of the electron shells of water molecules, which is usually associated with hydrogen bonds, is supposed to be small and neglected. Interaction potentials, in which the molecular repulsion is described by either a “soft” power-law potential or a hard-core one, have been constructed. In both cases, a multipole series expansion up to the dipole-octupole term is used for the electrostatic interaction between molecules. The dispersion interaction is approximated by the standard London formula. The multipole moments are taken to be equal to their experimental values or close to their values obtained from quantum chemical calculations. The model parameters for the repulsive and dispersion potentials are selected to correctly reproduce the parameters of an isolated dimer and the temperature dependence of the second virial coefficient. The obtained potentials are used to construct the average potentials of interaction between the molecules, which govern the thermodynamic, kinetic, and electrophysical properties of water vapor. A characteristic feature of the repulsive potential is the value of power exponent: n = 28. The proposed potentials differ substantially from the well-known ones, such as SPC, SPC/E, TIPS, and other potentials. |
| publisher |
Publishing house "Academperiodika" |
| publishDate |
2019 |
| url |
https://ujp.bitp.kiev.ua/index.php/ujp/article/view/2019026 |
| work_keys_str_mv |
AT timofeevmv simulationoftheinteractionpotentialbetweenwatermolecules AT timofeevmv modelûvannâpotencialuvzaêmodiímižmolekulamivodi |
| first_indexed |
2023-03-24T08:56:52Z |
| last_indexed |
2023-03-24T08:56:52Z |
| _version_ |
1795757652424261632 |