势能面

✍ dations ◷ 2025-08-10 18:20:30 #势能面

势能面是物理化学和化学物理中的常见概念，表示某一微观体系的势能和相关参数之间的函数关系，是势能函数的图像，但在通常情况下，势能函数与势能面可以作等同观。常用在量子力学和统计力学中的绝热近似或玻恩-奥本海默近似里，用于对简单化学和物理系统里的化学反应和相互作用进行建模。体系总势能与原子在空间的排布有关，是原子坐标等参数的函数，可以用一条曲线或一个多维表面表示。狭义的讲，将参数多于一个的势能图像叫做“(超)势能面”，而一维势能函数的图像称为“势能曲线”。势能面的多项式表面形式与它们在势能理论里的应用，有着自然的对应关系，而这种关系牵涉到对这些表面相互之间的调和函数。例如：Morse势和简谐势阱是量子化学和量子物理中常用的势能曲线。但是这些简单的势能曲线只能用于描述比较简单的化学系统，如氢分子与两氢原子距离之间的关系。对于真实的化学反应，构筑势能面必须考虑反应物和产物分子的所有可能取向，及各取向对应的电子能。构筑势能面，原则上可以通过量子力学计算得到，也可以通过经验或半经验的方法得到。

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