生物分子动力学是什么

分子动力学是一门结合物理,数学和化学的综合技术。分子动力学是一套分子模拟方法,该方法主要是依靠牛顿力学来模拟分子体系的运动,以在由分子体系的不同状态构成的系统中抽取样本,从而计算体系的构型积分,并以构型积分的结果为基础进一步计算体系的热力学量和其他宏观性质。

什么是分子理论

分子动理论

分子动理论(kinetic theory of molecules)是研究物质热运动性质和规律的经典微观统计理论。它认为物质是由大量分子、原子(以下统称分子)组成的,这些分子处于不停顿的无规律热运动之中,分子之间存在着相互作用力,分子的运动遵从牛顿运动定律。它通过对大量分子求统计平均的方法,建立宏观量与相应的微观量平均值的关系,用以定量说明物体的状态方程、热力学性质以及扩散、热传导、黏滞性等的微观本质。分子动理论主要应用于气体,也称为气体动理论。

气体分子动理论

分子动理论的公式

设阿伏伽德罗常数为NA,物体体积为V,质量为m,密度为ρ,摩尔体积为Vmol,摩尔质量为M,分子体积为V0,分子质量为m0,分子数为n。

(1)分子的质量 m0=M /NA=Vmolρ / NA

(2)分子数 n=mNA / M=VNA / Vmol=VρNA /M=mNA/ρVmol

(3)固体、液体分子体积V0和直径d

V0=Vmol/NA=M / ρNA=1/6πd3,

气体分子动理论

人们从分子运动的微观模型出发,给出某些简化的假定,结合概率论和统计力学的知识,提出了气体分子动理论(kinetic theory of gases),其主要如下:

(1)气体是由分子组成的,分子是很小的粒子,彼此间的距离比分子的直径(10-10m)大许多,分子体积与气体体积相比可以略而不计。

(2)气体分子以不同的速度在各个方向上处于永恒的无规则运动之中。典型事例是扩散现象、布朗运动(均为间接体现)。布朗运动表面体现了宏观微粒的无规则运动,实际反映出微观分子的无规则运动。

(3)除了在相互碰撞时,气体分子间相互作用是很微弱的,甚至是可以忽略的。

(4)气体分子相互碰撞或对器壁的碰撞都是弹性碰撞。

(5)分子的平均动能与热力学温度成正比。

(6)分子间同时存在着相互作用力。分子间同时存在着引力和斥力,引力和斥力都随分子间距离的增大而减小(分子间距越大,引力和斥力都越小;分子间距越小,引力和斥力都越大)。但斥力的变化比引力快,实际表现出来的是引力和斥力的合力。合力在0~r时表现为斥力,在r~∞时表现为引力(r为引力等于斥力的临界点)。

什么是化合物的动力学性质

化学动力学(chemical kinetics),也称反应动力学、化学反应动力学,是物理化学的一个分支,是研究化学过程进行的速率和反应机理的物理化学分支学科。它的研究对象是性质随时间而变化的非平衡的动态体系。它的主要研究领域包括:分子反应动力学、催化动力学、基元反应动力学、宏观动力学、微观动力学等,也可依不同化学分支分类为有机反应动力学及无机反应动力学。化学动力学往往是化工生产过程中的决定性因素。

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