다음은 왜 도전적인 이유와 몇 가지 일반적인 접근법에 대한 고장입니다.
동역학 직경이란 무엇입니까?
* 정의 : 동역학 직경은 기체상에서 다른 분자와 충돌함에 따라 분자의 유효 크기를 나타냅니다. 본드 길이 또는 반경과 같은 고정 값이 아닙니다. 그것은 특정 조건 (온도, 압력)과 분자가 이웃과 상호 작용하는 방식에 따라 다릅니다.
* 중요성 : 동역학 직경은 확산, 점도 및 반응 속도와 같은 가스상 현상을 이해하는 데 중요합니다.
운동 직경을 계산하는 데 어려움 :
* 모양 : 분자는 완벽한 구체가 아닙니다. 충돌 중 복잡한 모양과 다른 방향에 대한 잠재력은 단일 직경을 정의하는 데 어려움을 겪습니다.
* 분자간 힘 : 분자 사이의 매력적이고 반발력 (예 :반 데르 발스 힘)은 상호 작용하는 방식과 효과적인 충돌 크기에 영향을 미칩니다.
* 양자 효과 : 분자 수준에서, 양자 역학이 역할을합니다. 원자 주위의 전자 구름은 급격히 정의되지 않으므로 분자의 "경계"가 퍼지됩니다.
운동 직경 추정에 대한 접근 :
1. 실험 방법 :
* 가스 점도 측정 : 가스의 점도와 가스의 동역학 이론을 사용하여 동역학 직경을 추정 할 수 있습니다.
* 확산 측정 : 가스에서 분자의 확산 속도는 동역학 직경과 관련 될 수있다.
* 분자 빔 산란 : 대상 표면에서 분자 빔을 산란시키고 산란 패턴을 분석함으로써 효과적인 충돌 크기에 대한 정보를 얻을 수 있습니다.
2. 계산 방법 :
* 분자 역학 시뮬레이션 : 이 시뮬레이션은 상호 작용에 따라 원자와 분자의 운동을 모델링합니다. 시뮬레이션에서 충돌 이벤트를 분석하면 동역학 직경의 추정치가 제공됩니다.
* 양자 화학 계산 : 이러한 방법은 분자의 전자 밀도 분포에 대한 자세한 정보를 제공 할 수 있으며, 이는 효과적인 충돌 크기를 추정하는 데 사용할 수 있습니다.
3. 경험적 방정식 :
* Chapman-Enskog 방정식 : 가스의 동역학 이론에서 파생 된이 방정식은 가스의 점도로부터 동역학 직경을 추정하는데 사용될 수있다. 그러나 분자 상호 작용에 대한 몇 가지 가정이 필요합니다.
단순화 된 추정치 :
정확한 계산은 복잡하지만 이러한 접근법을 사용하여 대략적인 추정을 할 수 있습니다.
* van der waals radii : 동역학 직경의 대략적인 추정을 얻기 위해 특정 방향을 따라 분자에서 원자의 반 데르 발스 반경의 합을 사용하십시오. 이것은 기본 아이디어를 제공하지만 충돌 이벤트의 복잡성을 설명하지 않습니다.
* 분자 모델링 소프트웨어 : 일부 소프트웨어 패키지는 대략적인 운동 직경을 계산하는 도구를 제공합니다. 이들은 일반적으로 단순화 된 모델을 기반으로하며 정확하지 않을 수 있습니다.
중요한 참고 : 단순화 된 모델을 기반으로하며 실제 동역학 직경을 정확하게 반영하지 않을 수 있으므로주의해서 고려해야합니다. 정확한 결과를 위해서는 실험 데이터 또는 정교한 계산 방법이 필요합니다.
