화학 이온결합 에너지 척력 인력 공식이 있을까요?
그 퍼텐셜에너지 그래프가 원자사이의 거리에 따른 인력과 반발력의 크기를 더한 값이잖아요. 그 인력의 공식과 반발력 공식을 따로 알 수 있을까요? (+공식이름)
거리를 미지수로 극한과 관련될 수 있지 않을까 하는데 검색해도 쿨롱법칙만 나오고 다른 건 안나와서요..
안녕하세요.
화학에서 이온결합의 에너지를 설명할 때 주로 쿨롱 법칙과 본-레너드-존스 잠재 에너지 모델을 사용합니다. 이들 공식은 원자나 이온 간의 인력과 척력을 계산하는데 사용됩니다.
쿨롱 법칙(Coulomb`s Law)은 전하를 가진 입자 간의 전기적 인력 또는 척력을 설명합니다. 이 법칙에 따르면, 두 입자 간의 힘은 입자 사이의 거리의 제곱에 반비례하고 각 입자의 전하량에 비례합니다. 이온 사이에서 작용하는 인력을 계산할때 사용됩니다. 이를 공식으로 표현하면 :
F = k (q₁ q₂) / r²
여기서, F는 힘입니다. k는 쿨롱 상수(약 8.987 × 10⁹ Nm²/C²), q1과 q2는 상호작용하는 입자들의 전하량입니다. r는 입자들 사이의 거리입니다.
본-레너드-존스(Lennard-Jones Potential) 잠재 에너지는 두 원자 또는 분자 간의 인력과 척력을 모두 설명하는 공식으로, 특히 비결합 상호작용을 다룰 때 사용됩니다. 이 공식은 원자 간 거리가 일정 범위 내에서는 인력을, 매우 가까울 때는 척력을 나타냅니다. 이를 공식으로 표현하면 :
V(r) = 4ε * ((σ/r)¹² - (σ/r)⁶)
여기서, V(r)은 잠재 에너지입니다. ε은 깊이의 최소 잠재 에너지입니다. σ는 입자들이 서로 겹치지 시작하는 거리입니다. r는 입자들 사이의 거리입니다.
이 공식에서 (σ/r)¹² 항은 원자들이 매우 가까워질때 강한 척력을 나타내며, (σ/r)⁶ 항은 더 큰 거리에서 작용하는 인력을 나타냅니다.
이 두 모델은 이온결합 뿐만 아니라 다양한 분자 간 상호작용을 이해하는데 중요한 도구입니다. 이온 결합의 경우, 주로 쿨롱 법칙이 중심적으로 사용되며, 복합적인 분자 시스템에서는 본-레너드-존스 잠재 에너지가 추가적인 정보를 제공할 수 있습니다.