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coolrainbow木虫 (著名写手)
未来国家冻凉
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量化估算物质的介电常数的方法 已有15人参与
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偶然看到有人问，我就把方法发过来，大家可以参考一下 介电常数是分子集体对外电场的响应性质，原则上不能用量子化学的方法算。但是对于高频的光，用量子化学的方法估算气体或液体的节点常数还是可以得到比较可靠地值的。下面以氢气为例讲一下。 具体思路：氢气的极化率--》折射率--》介电常数 1 极化率。用Gaussian算极化率是很容易的事情： #CCSD/aug-cc-pvtz sp polar density=current Polarizability 0 1 H H 1 R R 0.7433001 注意极化率必须用很高的基组才能算准。输出文件得到： Isotropic polarizability= 5.22 Bohr**3 这里的极化率实际上是真正的极化率除以 (4*pi*epsilon00)，得到的叫做“极化率体积”，看量纲就知道是体积（Bohr**3），不过大家常常把极化率体积就等同于极化率了。 把极化率换算成埃：0.773 A**3 2 折射率 根据Lorenz–Lorentz公式  期中，Vm为氢气的摩尔体积，NA是阿佛加德罗常数，alpha就是极化率体积，n为氢气的折射率，把上面高斯计算的alpha带入公式，就可以求解出折射率n n = 1.00013 （实验值：1.0001265 ） 3 介电常数 根据电动力学公式：n = sqrt(eplison),两边平方： eplison = 1.00026 （实验值：1.000265 ） 还是符合的很好  注意：极性较大的气体和液体，固体不适用！！ 此时只能借助于动力学方法 [ Last edited by coolrainbow on 2011-12-7 at 19:37 ] |
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对于极性液体, 可用Clausius—Mossotti 做近似估计 公式为 eps ~= 2*n_0 * dip^2 / 3KT eps 为溶剂的宏观介电常数, n_0 为单位体积分子个数, dip 为分子偶极距 我统计过十几种常见溶剂的介电常数eps和偶极dip, 比重den和分子量M, eps 同dip^2 * den / M 有较好的线性关系, 可以依次估计极性液体的介电常数 对于弱极性和非极性液体, 如氯仿, 苯等, 该公式不适用  [ Last edited by bay__gulf on 2011-12-6 at 13:00 ] |
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