势能面英文解释翻译、势能面的近义词、反义词、例句

英语翻译：

【化】 PES; potential energy surface

分词翻译：

势的英语翻译：

circumstances; force; influence; potential; power; puissance; sign; situation
【医】 force

能面的英语翻译：

【化】 energy surface; ergodic surface

专业解析

势能面（Potential Energy Surface，简称PES）是物理化学领域描述分子或原子系统能量状态随几何构型变化的数学模型。从汉英词典角度解析，"势能面"对应英文术语为"Potential Energy Surface"，其中"势能"指系统内储存的潜在能量（potential energy），"面"则体现多维空间中能量分布的几何表征。

在量子化学中，势能面通过数学函数描述分子体系中原子核位置与系统总能量的关系，常用哈密顿量表达为：

hat{H} = sum_{i} frac{-hbar}{2m_i} abla_i + V(mathbf{R})

其中$V(mathbf{R})$即为势能面函数，$mathbf{R}$为原子坐标集合。势能面的极小值对应稳定构型，鞍点则对应化学反应过渡态。

该概念在催化机理研究（如过渡金属催化）、分子动力学模拟（如蛋白质折叠）和光谱分析（如振动能级计算）中具有核心地位。国际纯粹与应用化学联合会（IUPAC）将其定义为"多维空间中分子能量与核坐标的函数关系"（来源：IUPAC金皮书），而《物理化学学报》指出势能面拓扑结构直接决定化学反应路径选择性（来源：Acta Physico-Chimica Sinica）。

权威参考资料：

IUPAC术语库：Gold Book of Chemical Terms
中国科学院《物理化学术语》2023版
《量子化学基础》第三版，北京大学出版社

网络扩展解释

势能面（Potential Energy Surface，PES）是描述分子或原子系统中势能随原子核位置变化的多维曲面，是量子化学、分子动力学和反应机理研究中的核心概念。以下是详细解释：

1.基本定义

势能面是一个数学函数，表示分子系统中所有原子核的几何构型（坐标）与系统总势能之间的对应关系。对于由( N )个原子组成的分子，其势能面是( 3N-6 )维的超曲面（扣除平动和转动的自由度），每个点对应一种原子排布，高度表示该构型的势能值。

2.物理意义

化学反应路径：势能面上的“谷底”对应稳定分子构型（如反应物、产物），而“鞍点”对应过渡态，能量最高点。
动力学行为：分子振动、转动和化学反应可视为原子核在势能面上的运动轨迹。

3.关键特征

全局极小值：对应分子最稳定的几何构型（如基态）。
局部极小值：亚稳态或中间体构型。
鞍点：连接不同极小值的路径中的最高能量点，决定反应能垒。

4.计算方法

量子化学方法：如从头算（ab initio）、密度泛函理论（DFT）。
经验势函数：如分子力学力场（适用于大分子体系）。
维度简化：通过固定无关变量或对称性降低计算复杂度。

5.应用领域

反应机理研究：预测反应路径、活化能和速率。
光谱分析：通过势能面解析分子振动能级。
材料设计：优化分子结构以调控材料性能。

示例公式

对于双原子分子，势能曲线可近似为莫尔斯势： $$ V(r) = D_e left( 1 - e^{-a(r-r_e)} right) $$ 其中( D_e )为解离能，( r_e )为平衡键长，( a )为常数。

注意

势能面的高维特性使其难以直接可视化，通常需投影到关键反应坐标上。实际研究中需平衡计算精度与效率，例如采用过渡态理论或分子动力学模拟。