Lennard-Jonesi potentsiaal

Graafik potentsiaalse energia sõltuvusest kaugusest 12-6 Lennard-Jonesi potentsiaali korral

Lennard-Jones potentsiaal (teised nimetused L-J potentsiaal, 6-12 potentsiaal, või 12-6 potentsiaal) on matemaatiliselt lihtne mudel, lähendamaks kahe neutraalse aatomi või molekuli vastastikust mõju. Selle aatomitevahelise potentsiaali kuju pakkus esimesena välja 1924. aastal John Lennard-Jones.

Kõige levinumal juhul on L-J potentsiaal kirja pandud kujulː

$V_{\text{LJ}}=4\epsilon [{\left(\frac{\sigma }{r}\right)}^{12}-{\left(\frac{\sigma }{r}\right)}^6]=\epsilon [{\left(\frac{r_{\text{m}}}{r}\right)}^{12}-2{\left(\frac{r_{\text{m}}}{r}\right)}^6],$

kus ε on potentsiaaliaugu sügavus, σ on lõpliku suurusega kaugus, mille juures osakeste vaheline potentsiaal on võrdne nulliga, r on osakeste vaheline kaugus ja r_m on kaugus, mille juures potentsiaal on minimaalse väärtusega. Kaugusel r_m on potentsiaali väärtuseks −ε. Kaugused on omavahel seotud vastavalt r_m = 2^1/6σ ≈ 1,122σ. Neid parameetreid saab leida regressioonanalüüsi abiga, korrates katsetulemusi või sooritades kvantkeemia arvutusi. Kuigi leiduvad täpsemad potentsiaali kirjeldused, kasutatakse Lennard-Jonesi potentsiaali laialdaselt tema arvutusliku lihtsuse tõttu teadusarvutustes ja modelleerimises.