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标题: 关于全原子分子模拟中介电常数的疑惑 [打印本页]

作者
Author: dinghongming 时间: 2021-3-21 22:46
标题: 关于全原子分子模拟中介电常数的疑惑
正常显含溶剂（例如水分子）的分子动力学模拟中相对介电常数是1（即真空中介电常数）。
考虑相距为r的两个离子（一个带电Q1，一个带电Q2）的静电能，E=Q1*Q2/4*pi*epsilon0*r，这其实是真空中的静电能，在水中静电能还要除以水的相对介电常数（~80）。

对于非极化力场，由于电荷不会发生转移，相对介电常数又为1，怎么理解在分子动力学模拟中水分子对两个离子间静电能的削弱呢？即便水分子取向发生变化似乎也没有直接影响离子间的静电能？

对于极化力场（本人没用过），是不是由于离子电荷可以转移到水分子，Q1，Q2的有效电荷变小，导致静电能减弱，从而能够认为考虑了相对介电常数？

作者
Author: h840473807 时间: 2021-3-22 15:01
两个离子中间有水，水发生极化（包括取向极化或者电子云极化，前者极化或非极化力场都能体现，后者只有极化力场能体现），两个离子之间的库仑力或者库伦势没有变化，但体系的总能下降了；从受力的角度看，两个离子中的任一个，不仅受到另一个的库仑力，还受到中间极化水的库仑力，总的结果使得离子受到指向另一个离子的合力减小了，减小的幅度即对应相对介电常数。具体可以看物理基础教材--《电磁学》的介电极化部分。
所以非极化力场是能够一定程度（仅考虑取向极化，不考虑电子云极化）考虑介电常数的。对于强极性高介电常数溶剂，因取向极化占主导，仅用非极化力场就已经把介电常数的影响描述得不错了。

作者
Author: dinghongming 时间: 2021-3-22 21:19

h840473807 发表于 2021-3-22 15:01
两个离子中间有水，水发生极化（包括取向极化或者电子云极化，前者极化或非极化力场都能体现，后者只有 ...

谢谢，明白了，解释得太好了

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