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安德

铁杆木虫 (著名写手)

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[交流] 在计算的世界里，给你1eV，你能做什么？

这个标题有点像：在现实世界，给你一块钱，你可以可以做什么？

在计算的时候，经常会讨论到能量——“能量”这一概念会出现在各方面的计算中（其重要意义不言而喻），eV也是一个常用来度量能量大小的标度，大家来讨论一下自己计算的过程中，对于自己的体系，一个电子伏特的能量可以做些什么？
先说一个我自己的理解：量化计算中，1eV的能量大概对应于粒子常温下的热运动所具有的动能（如有不妥，请大家指正）。

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1楼 2012-07-13 13:05:56

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ChemiAndy

木虫 (正式写手)

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引用回帖:

83楼: Originally posted by 安德 at 2012-07-19 00:03:15
那么粒子如果要克服一个1eV左右的能垒，需要多大的能量（动能）？
或者说多大的初始速度？或者对应多大的温度？
你前面说的是按照统计理论算出来的对吧？
可是对应到实际情况也是这样的吗？...

1eV的能垒需要多大的动能去克服？ 1eV.

什么样的温度能给你1eV的动能？答案是，任何非0温度的体系中的分子都有一定概率达到1eV的动能。只不过温度低电话，达到此动能的概率太小，需要的时间很长。为什么会这样？因为体系的温度是个Boltzmann分布的平均值。

曾经有一道题是这样的，室温下水分子的自解离反应(能垒493.4 kJ/mol)，需要多久的时间？就是按照平均值为300K的Boltzmann分布，计算产生一个动能为493.4kJ/mol时的概率，再按阿伦尼乌斯公式换算为反应速率。结果记不清了，大概需要几十亿年。这就是说，在任何温度下，不管多需要多高的温度，总是有一定概率能达到的。

因此温度只是影响反应的快慢，而非决定反应是否能够发生。我前面说“1eV的能量不足以引发化学反应，因为化学键的键能在80kcal/mol以上这个数量级上”的说法是不错误的。这样低的温度只是说反应比较慢而已。特此更正，谢谢安德提醒。