Потенциал Штокмайера — простая модель парного взаимодействия молекул, обладающих постоянным дипольным моментом. Представляет собой потенциал Леннард-Джонса с дополнительным членом дипольного взаимодействия. Данная модель была предложена Штокмайером в 1941 году.[1]
В силу того, что рассматриваются молекулы, обладающие постоянными дипольными моментами, энергия взаимодействие пары таких молекул будет зависеть не только от расстояния между ними, но и от их взаимной ориентации. В СГС потенциал Штокмайера запишется в следующем виде:
Легко видеть, что потенциал Штокмайера представляется в виде суперпозиции двух более простых потенциалов <math>U = U_{LJ} + U_d</math>. Первый из них представляет собой потенциал Леннард-Джонса, второй — потенциал взаимодействия двух диполей.
Другая форма записи
Если ввести безразмерный дипольный момент <math>\mu^*=\frac{\mu}{\sqrt{\varepsilon \sigma^3}}</math>, то потенциал Штокмайера запишется как
<math>
U (r, \theta_a, \theta_b, \varphi) = \varepsilon \left \{ 4 \left[ \left(\frac{\sigma}{r}\right)^{12} - \left(\frac{\sigma}{r}\right)^{6} \right] - \mu^{*2} g(\theta_a, \theta_b, \varphi) \left( \frac{\sigma}{r} \right)^3 \right \}.
</math>
По этой причине потенциал Штокмайера иногда называют потенциалом 12-6-3.
Границы применимости
Прежде всего, потенциал Штокмайера наследует все ограничения потенциала Леннард-Джонса. Также следует помнить, что потенциал Штокмайера использует выражения для взаимодействия точечных диполей, в то время как реальные молекулы имеют конечные размеры.
