Struktura kapalin podle referenčních modelů tuhých těles: Aditivní vs. neaditivní modely tuhých těles

V této práci jsme se zaměřili na teoretické studium strukturálních vlastností neaditivních modelů tuhých těles s aplikací na polární a asociující kapaliny. Práce vychází z dřívějších výsledků simulací jednoduchých kapalin, kde modely tuhých těles sloužily jako výchozí referenční systémy pro konstrukci molekulárních rovnic stavů. Ačkoli se tato aproximace osvědčila u jednoduchých kapalin, její přímé použití na polární nebo asociující kapaliny dosud nebylo běžné. Standardní přístup obvykle aproximuje studované molekuly soustavou tuhých koulí, jejichž efektivní poloměr je odvozen z realistického modelu. Interakce mezi takovými tuhými koulemi je pak považována za aditivní, přičemž efektivní vzdálenost kontaktu se určuje jako aritmetický průměr poloměrů interagujících částic.

V této práci jsme ukázali, že z výchozího (realistického) modelu lze každému páru interagujících částic přiřadit vlastní poloměr tuhé koule, který není odvozen z aditivních pravidel, a který tak zachycuje více detailů původní interakce. Ukázalo se, že tyto neaditivní modely lépe vystihují strukturu studovaných kapalin a do určité míry umožňují popsat i orientační uspořádání molekul. Výsledky naznačují, že neaditivní modely tuhých těles mohou sloužit jako vhodné referenční systémy i pro reálné polární a asociující kapaliny v rámci perturbačních teorií.

Ilustrace vzájemné interakce dvou molekul acetonitrilu. (Vlevo) realistický model, (vpravo) odvozený model spojených tuhých koulí. Aditivní interakce jsou zobrazeny spojitou křivkou, přerušované křivky značí dílčí neaditivní průměry tuhých koulí

• Škvára J.*, Nezbeda I.: Structure of liquids from reference hard body fluids: Additive vs non-additive hard body models. Chem. Phys. 2025, 162(16), 164505. doi.org/10.1063/5.0253528