硬球径向分布函数解析表达式的研究
径向分布函数
实验一 径向分布函数、角度分布函数电子云图形的绘制一、实验目的1．绘制波函数及其各种分布以及电子云的图像，观察各种函数的分布情况。
2．了解计算机绘图方法。
二、实验原理1．程序原理：本程序可绘制类氢原子的径向分布函数，角度分布函数及原子轨道、杂化轨道和分子轨道等电子几率密度图，绘制过程中的各函数形式列于下列各表中。
式中 ，n 为主量子数，=0.0529nm ，为波尔半径， Z 是有效核电荷，由Slater 规则计算得到的周期表中前四个周期元素的有效核电荷列于表1.1中，下面简要叙述对各类图形的处理方案。
①径向分布函数图：径向分布函数D(r)=r 2R 2(r)反映了电子的几率随半径r 的分布情况， D(r)dr 代表半径r 到r+dr 两个球壳夹层内找到电子的几率。
其中R(r)为类氢原子的径向函数，本程序所采用的径向函数R(r)分别列于表2－2中。
②角度分布函数图：的角度部分 以及角度分布函数 表示同一球面不同方向上 或 的相对大小，本程序所采用的角度函数分别列于表3－3中。
02na Zr=ρ0a ),,(φθψr nlm ),(φθψlm ),(2φθψlm ),,(φθψr nlm ),,(2φθψr nlm ),(φθψlm322232,),(,,,,spd sp yzxzzzz YY fffpp 角度分布图是画的X-Z 平面的截面图，其余角度分布图都是画的X-Y 平面的截面图。
角度分布函数图中，凡轨道形状相同，而仅方向不同者，则仅绘出一个图形作为代表。
③等电子几率密度图：2),,(φθψr 称为电子几率密度函数，它描述在该轨道中的电子在三维空间的分布情况，为了在平面上表示出这种分布往往采用某一切面上的等值面图，程序按指定的轨道在该切面上逐点计算2ψ的值，及找出2maxψ的最大值，求出相对几率密度2max2/ψψ=P ，该值在X-Y 平面上是位置坐标(x,y)的函数(对于23z d 轨道是在X-Z 平面)，绘图时不是将取值相同的点连成曲线，而是打印一系列符号表示相对几率密度的分布区域。
径向分布函数图
（三）径向分布函数图
2. 径向分布函数图中的峰值有（n-l）个。 例如：1s有1个峰；2s有2个峰； 3s有3个峰； 2p有1个峰；3p有2个峰；3d有1个峰等等。 峰所在位置就是电子出现概率大的位置。继续
令drnlr4r2命名为径向分布函数可作继续继续三径向分布函数图设想薄球壳夹层的厚度dr趋向于0则径向分布函数图表示电子在离核距离为r处的球面上出现的概率注意这里讲的是的概率
（三）径向分布函数图
一个以原子核 为中心，半径为r 、 微单位厚度为dr的同 心圆薄球壳夹层内 的体积是4πr 2dr。 若将角度波函数视为常数，则核外电子在 该薄球壳出现的概率为R2 n ,l (r) 4πr 2 dr。令D(r) = R2 n ,l (r) 4πr 2，命名为径向分布函数，可作 出D(r)- r图，如图9-7。
（三）径向分布函数图
3. 角量子数 l 相同，主量子数 n 不同时，主 峰离核的距离不同。 n 越小，主峰离核越近；n 越大，主峰离核 越远；好象电子处于某一电子层中。 继续
（三）径向分布函数图
4. 主量子数n 相同，角量子数l 不同时，ns比 np多一个离核较近的峰，np比nd多一个离核较近 的。第一个峰离核的距离是ns<np<nd<nf，说明l 不同，“钻穿”到核附近的能力不同。钻穿能力 继续 的顺序是ns>np>nd>nf。
继续
（三）径向分布函数图
设想薄球壳夹层的厚 度dr趋向于0，则径向分 布函数图表示电子在离核 距离为r处的球面上出现 的概率。注意这里讲的是 概率而不是概率密度。概 率 = 概率密度×体积。 图中峰值所对应的横坐标，就是电子出现概率 大的区域离核的距离。从径向分布函数图可以看出：
应用链式硬球模型计算流体的自扩散系数
（ 华大 学化 学 Ｔ程 系， 清 摘 北 京 １ ０ ８ ） ００４
要 将 链 式硬 球模 型流 体 方程用 于 计算 实 际高 密度 流 体 的 自扩 散 系数 ，并 与流 体 的试 验数 据 或模 拟数 据 相 比较。使
用 该方程 计算 碳链 长度 在 １ ０以下 压 力在 ２ ０ＭＰ ５ ０ ａ以下，平均温 度 在 ｉ ０Ｋ 以上 时，非极 性 自扩 散系数 的平均绝 对 偏差 ０ 多为 ５ 左 右 ％ 关键 词 模 型；链 式硬 球模 型 方程； 自扩 散系 数
Ａ ｂｓ ｒ ｔ Ｔｈｅ ｓ ｌ－ ｆｕ ｉ ｎ ｃ 伍 ｃｅ ｔ ｆｔ ｅ ｌｃ ｍ ｐｒ ｓｅ ｕ ｄ ｔ ｈｉｈ ｄｅ ｉｉ ｓ ｉ ｈｅ ｈ ｒ ｔ ａｃ ｅｆｄｉ ｓｏ ｏｅ ｉｎ ｓ ｏ ｈｅ ｒ ａ ｏ ｅ ｓ ｄ ｆ ｉ ｓ ａ ｇ ｎｓｔｅ ｎ ｔ ａ ｄ ｌ ｓ ｐｈｅ ｅｃ ｉ ｅ ａ ｉ ｎ ａ ｅｃ ｌｕｌｔ ｄ．Ｃｏ ｐａ ｅ ｔ ｈ ｔ ｆｅ ｒ ｈａｎ ｑｕ ｔｏ ｒ ａ ｃ ａ ｅ ｍ ｒ ｄ ｗｉｈ ｔ ｅｄａ ａｏ ｘｐｅ ｉ ｅ ｔ ｒｍ ｏ ｅ ｕ ａ ｉ ｕｌ ｔｏ ， ｒｍ ｎ ｓｏ ｌｃ ｌ ｒｓｍ ａ ｉｎｓ
ｔ ｎ １ ０Ｋ ． ｈａ ０
Ｋ ｅ ｗ ｏ ｄｓ ｍ ｏｄ ｌ ｅｆｄ ｆｕ ｉｎ ｏ ｆ ｃｅ ｔ ｙ ｒ ｅ ；ｓ ｌ－ ｉ ｓｏ ｃ ｅ ｉ ｉｎ ；ｈａ ｄ ｓ ｅ ｅ ｃ ａ ｎ ｅ ｕａ ｉｎ ｒ ｐｈ ｒ ｈ ｉ ｑ ｔｏ
ｌ 前 言
由于 分子 热 运动 而 产 生 的流体 扩 散 现 象导 致 了 不 同流体 之 间完 全 混合 ， 因此表 征 扩 散现 象 的物理
ｔ ｅｒｓ ｌ ｓ ｏ ｈ ｔｍｏ ｔ ｆ ｖ ｒ ｇ ｂ ｏｕ ｅｄｆｅｅ ｔｆ ｈ ｅｕｔ ｈ ｗｓｔ ａ ｓ ｅａ ｅａ ｓ ｌｔ ｉ ｒｎ ＡＡＪ １ ｆ ｈ ｅｆｄｆ ｓｏ ｏ 伍ｃｅ ｔｃ ｌｕ ａ ｅ ｏａ ［ ｅｓ ｌ ｉ ｕ ｉｎ ｃ ｅ ｉｎ ａｃ ｌｔｄ ）ｏ ｔ － ｂ ｈ ｔ ｏ ｓａ ｏ ｔ５ ｗｈ ｎ ｔ ｅｐ ｅ ｓ ｒ ｓｌｗｅ ｈ ｎ ３ ０ Ｍ Ｐａａ ｄ ｔ ｅｔｍ ｐ ｒ ｔ ｒ ｓｈ ｇ ｅ ｙ ｔ ｅ ｍｅｈ ｄ ｉ ｂ ｕ ％ ｅ ｈ ｒ ｓｕ ｅ ｉ ｏ ｒｔ ａ ０ ｎ ｈ ｅ ｅａ ｕ ｅ ｉ ｉｈ ｒ
径向分布函数与分子间的作用力
径向分布函数与分子间的作用力
径向分布函数是描述分子在空间中分布的一种方法。
它是指在给定半径范围内分子的概率密度分布。
径向分布函数可以通过实验或计算获得，通常是通过光散射、中子散射或分子动力学模拟等技术获得。
分子间的作用力是导致分子在空间中分布的原因。
它包括各种力，如范德华力、静电力、共价键力等。
这些力的大小和方向取决于分子之间的相互作用。
在化学反应和物理过程中，了解分子间作用力对分子行为和结构的影响非常重要。
径向分布函数和分子间作用力之间存在密切的关系。
通过分析径向分布函数，可以揭示分子间作用力的性质和趋势。
例如，如果在一定半径范围内的径向分布函数值很高，则意味着分子之间的相互作用很强。
这可能是由于范德华力或共价键力等作用力引起的。
因此，研究径向分布函数和分子间作用力的相互关系，可以增进我们对分子行为和结构的理解，有助于设计新的材料和制定更有效的化学反应方案。
- 1 -。
振动形成的单一尺寸硬球晶的结构表征及其动力学的离散元模拟
的力 ， 中后者 小于前者 ；３ 其 （ ）晶体形成过程 中的速度 场和力场 等动力学信息的变化表明粒子在堆积过程 中 一
旦 形成有序 ， 它将作 为一个 整体运动 ， 并为后续粒子 的有序化提供模板 ， 起到 了结晶 的晶核 的作用．
关 键 词 ：颗 粒 堆 积 ；致 密 化 ；振 动 ；离 散 元 模 拟 ；硬 球 晶 中 图 分 类 号 ：Ｔ ２ ；Ｔ ４ ５ Ｆ１２ Ｂ４ ；Ｏ７ ６ 文 献 标 识 码 ：Ａ 文 章 编 号 ：１７ —６０ ２ １ ）４ １ — ６ １ ２ （０ １ ０ ￣３ ８０ ６ ７
Ｓ ｒ ｃ ｕ ｅ ｃ ａ ａ ｔ ｒｚ ｔ０ ｎ ｔ ｉ ａ ｉ ｎ ｉ ｕｃ ｄ ｍ ｏ ｔ ｕ ｔ ｒ ｈ ｒ ｃ ｅ ｉａ ｉ ｎ ｏ ｈｅ ｖｂｒ ｔｏ ｎｄ ｅ ｎｏ —ｓｚ ｄ ｈ ｒ ｉｅ ａ ｄ ｓ ｅ ｅ ｃ ｙ ｔ ｌａ ｄ ｔ ｙ ａ ｉ ｓｂ ｐｈ ｒ ｒ ｓａ ｎ ｉｓ ｄ ｎ ｍ ｃ ｙ ＤＥＭ ｏ ｅｉ ｍ ｄ ｌｎｇ
料 条件下堆积的有序化 （ 晶） 通过对 晶体 的结构 表征 、 结 ， 数值仿 真 中的微观性 能如 配位数 （ Ｎ） 径 向分 布 函 Ｃ 、 数 （ Ｄ ） 角分布函数 （ Ｄ ） Ｖ ｒｎｉＤ ｌｕａ Ｌ Ｒ Ｆ、 Ａ Ｆ 、 ｏ ｏ ｅ ｎｙ孑 的尺寸分布 、 ｏ ／ ａ 力的 网络分析 以及 晶体形成过程 中的动力学分 析 ， 出如下结论 ：１ 得 （ ）数值仿真和物理实验 中所获得 的均 为 ｛１ ｝ 向 Ｆ Ｃ晶体 ， １１ 取 Ｃ 晶体 中粒子 的最大堆 积密 度可达 ０７ （ ）晶体 中粒子 的配位数分 布在 Ｃ ．４；２ Ｎ＝１ ２处 出现峰值 ， 表明每个粒子具有 １ ２个近邻 ； Ｄ Ｒ Ｆ和 Ａ Ｆ Ｄ 分布表明堆积粒子之 间分别在径 向具有长程相关性及 角度上具 有相关性 ， 这是 晶态结构 的典型特 征 ； ｏｏｏ Ｖ ｒｎｉ ／ Ｄ ｌｕ ａ ｅａｎｙ孔的尺寸分布与非 晶态相 比表现为高且 窄的曲线 ， 向左移 ， 明所 获得 的硬球晶中孔 隙很 小且分布 且 表 均匀 ； 粒子 间力 的网络更 直观地表明了晶体的结构 ， 时还 指 出在 Ｆ Ｃ硬 球 晶中分别存 在着面 内的力 和面 问 同 Ｃ
径向基函数求导
径向基函数求导
径向基函数是一种常用的数学工具，用于描述空间中的数据分布和模式识别问题。
它在机器学习、图像处理、信号处理等领域都有广泛的应用。
在机器学习中，径向基函数常用于解决非线性分类和回归问题。
它通过将输入数据映射到高维特征空间中，从而使原本线性不可分的问题变得线性可分。
这种映射的方式通常是通过选择合适的核函数来实现的。
常见的核函数有高斯核函数、多项式核函数等。
高斯核函数是一种常用的径向基函数，它的表达式为：
K(x, x') = exp(-γ ||x - x'||^2)
其中，x和x'是输入数据的特征向量，||.||表示向量的范数，γ是高斯核函数的参数。
高斯核函数的特点是在输入数据的特征空间中呈现出以x为中心的径向对称性。
使用高斯核函数可以将输入数据映射到无穷维的特征空间中，从而实现非线性分类和回归。
在这个特征空间中，数据的分布形式更加复杂，可以更好地拟合非线性关系。
同时，高斯核函数具有平滑性，可以有效地抑制噪声和异常值的影响。
径向基函数的求导问题是一个常见的研究方向。
对于高斯核函数来说，它的求导可以通过链式法则和导数的定义来进行推导。
具体的推导过程可以参考相关的数学教材和论文。
径向基函数是一种重要的数学工具，它在机器学习和模式识别中有广泛的应用。
通过选择合适的核函数，可以将非线性问题转化为线性可分的问题，从而提高模型的拟合能力和泛化能力。
径向基函数的求导问题是一个重要的研究方向，对于理解和优化径向基函数模型具有重要的意义。
径向分布函数D(r)的概念及讨论
。 。＿Ｈ 仁础（Ｉ ｒ ）
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ｌｒ （）ｒＯ ｆ（）ｉ ｄ Ｊ ｌ ｌ ‘Ｒ ｌ ｄＪ Ｏｓ ＯＯ ｌ ｒ ｌ Ｈ ｎ ０
根据波函数的归一化条件： ｌ
（ ｓ Ｏ ＝１ｌ ｌ ｌ Ｏ ｉｄ ）ｎ Ｏ ， 如＝１ Ｐ ＝ Ｉ ２ （ ｄ． ．ｔ ‘Ｒ １ ）ｒ令Ｄ（ ＝ ｒ ｒ ｒ ）
一
Ｒ （） ｚ ） 易看 出 电子 云 的径 向分 布 函数应 为 Ｒ （）即径 向密 度函数 ）它 反 映 的是 在 同一 方 向上 ｚｒｙ （， 容 ｒ（ ，
离 核不 同距 离 ｒ 时 的相 对大小 ， 与 Ｄ（） 这 ｒ 的物 理 意义完 全不 同． 又因 电子 云 的实 际形 状应 为 电子 云 的
径 向 分 布 函 敷 ， 函 敷 ， 子 云 ， 率 波 电 几
向分布 函敷 ） ．
中图分 类 号
Ｏ６ １ ４
文献标 识码
Ａ
文章编 号 １ ０ — ３ ４ ２ ０ ） １０ ４ —２ ０ ７８ ０ （ ０ ２ ０ —０ ８０
原子轨道是量子化学和结构化学中极其重要的基本概念， 因此 ， 有关原子轨道的讨论有诸多报导 “． 然而 与原 子 轨道 相 关联 的极为 重要 的 径 向分布 函数 Ｄ（） ｒ 的概念 并 未统 一起 来 ，大致 有 三种 ：第 一 ， 称
Ｒ ｒ， 一Ｊ１ ｒ ｒ此式表明， ｒｄ 是电子在半径为ｒ ｒ ） ：（）则尸 ｌＤ（） ． ｄ Ｄ（）ｒ 和（＋ 的两个薄层球壳空问出现
的几率 ， Ｄ（） 而 ｒ 实际 就是 指在 半径 ｒ 处单位 厚度球 壳 夹层 内找到 电子的几 率 ． 因推导 Ｄ（） ｒ 时对 空 间各个 方向进行 了积 分 ， ｒ 仅 与 ｒ有关 ， Ｄ（） 故定 义 Ｄ（） 径 向分 布 函数 ． 不 同的原子 轨道 （ ｒ为 又 或波 函数 ） ｒ 表 Ｄ（）
径向分布函数法关联过量
第18卷第1期 青 岛 化 工 学 院 学 报Jour nal of Qingdao Institute of C hemical T echnology Vo1.18No.11997收稿日期:1996-02-02径向分布函数法关联过量焓 方晨昭 王武谦 (青岛化工学院,青岛266042) (浙江大学化工系,杭州310027) 摘 要:通过求解PY 积分方程,得到了Sutherland 位能模型径向分布函数式。
由纯物质的蒸发热数据确定位能模型参数,采用二次型混合法则,将导出的径向分布函数和上述参数关联了二元物系的过量焓。
关联过程引入两个相互作用参数。
计算结果优于局部组成模型。
关键词:Sutherland 位能模型;径向分布函数;蒸发热;过量焓 中图法分类号:O 642.40 引言径向分布函数是研究流体性质的基本内容之一。
原则上,确定了径向分布函数,就可以求出流体的热力学性质。
困难在于径向分布函数的求取。
求解径向分布函数,目前主要有两种方法:定标粒子理论法和积分方程法。
积分方程法又可分为二类,第一类方法有:Kirkw ood 方程和YBG 方程法;第二类有:PY 方程和HNC 方程法。
前人的研究结果表明[1,2,3],积分方程法中以第二类方法较优,其中的PY 方程又以其简单而精度高得到广泛关注和应用。
60年代中期T hiele [4]首先求出硬球势PY 方程的解析解;90年代初吴速芳[5]求得了方阱位能模型的解析解;而其它研究工作的结果一般均为数值解。
关于数值解,Barker 和Hender-son [4]有较详细的评述。
到目前为止,硬球势和方陷井的径向分布函数已得解析解,其它更近似的位能摸型径向分布函数解析解尚未见报导。
作者针对Sutherland 位能模型,通过数学上的适当简化,得到PY 方程的解析式。
1 径向分析函数g (r )的求解 按Sutherland 位能模型的假设,分子是具有直径为 的硬球,分子间距不得小于 。