勢能面英文解釋翻譯、勢能面的近義詞、反義詞、例句

英語翻譯：

【化】 PES; potential energy surface

分詞翻譯：

勢的英語翻譯：

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

能面的英語翻譯：

【化】 energy surface; ergodic surface

專業解析

勢能面（Potential Energy Surface，簡稱PES）是物理化學領域描述分子或原子系統能量狀态隨幾何構型變化的數學模型。從漢英詞典角度解析，"勢能面"對應英文術語為"Potential Energy Surface"，其中"勢能"指系統内儲存的潛在能量（potential energy），"面"則體現多維空間中能量分布的幾何表征。

在量子化學中，勢能面通過數學函數描述分子體系中原子核位置與系統總能量的關系，常用哈密頓量表達為：

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

其中$V(mathbf{R})$即為勢能面函數，$mathbf{R}$為原子坐标集合。勢能面的極小值對應穩定構型，鞍點則對應化學反應過渡态。

該概念在催化機理研究（如過渡金屬催化）、分子動力學模拟（如蛋白質折疊）和光譜分析（如振動能級計算）中具有核心地位。國際純粹與應用化學聯合會（IUPAC）将其定義為"多維空間中分子能量與核坐标的函數關系"（來源：IUPAC金皮書），而《物理化學學報》指出勢能面拓撲結構直接決定化學反應路徑選擇性（來源：Acta Physico-Chimica Sinica）。

權威參考資料：

IUPAC術語庫：Gold Book of Chemical Terms
中國科學院《物理化學術語》2023版
《量子化學基礎》第三版，北京大學出版社

網絡擴展解釋

勢能面（Potential Energy Surface，PES）是描述分子或原子系統中勢能隨原子核位置變化的多維曲面，是量子化學、分子動力學和反應機理研究中的核心概念。以下是詳細解釋：

1.基本定義

勢能面是一個數學函數，表示分子系統中所有原子核的幾何構型（坐标）與系統總勢能之間的對應關系。對于由( N )個原子組成的分子，其勢能面是( 3N-6 )維的超曲面（扣除平動和轉動的自由度），每個點對應一種原子排布，高度表示該構型的勢能值。

2.物理意義

化學反應路徑：勢能面上的“谷底”對應穩定分子構型（如反應物、産物），而“鞍點”對應過渡态，能量最高點。
動力學行為：分子振動、轉動和化學反應可視為原子核在勢能面上的運動軌迹。

3.關鍵特征

全局極小值：對應分子最穩定的幾何構型（如基态）。
局部極小值：亞穩态或中間體構型。
鞍點：連接不同極小值的路徑中的最高能量點，決定反應能壘。

4.計算方法

量子化學方法：如從頭算（ab initio）、密度泛函理論（DFT）。
經驗勢函數：如分子力學力場（適用于大分子體系）。
維度簡化：通過固定無關變量或對稱性降低計算複雜度。

5.應用領域

反應機理研究：預測反應路徑、活化能和速率。
光譜分析：通過勢能面解析分子振動能級。
材料設計：優化分子結構以調控材料性能。

示例公式

對于雙原子分子，勢能曲線可近似為莫爾斯勢： $$ V(r) = D_e left( 1 - e^{-a(r-r_e)} right) $$ 其中( D_e )為解離能，( r_e )為平衡鍵長，( a )為常數。

注意

勢能面的高維特性使其難以直接可視化，通常需投影到關鍵反應坐标上。實際研究中需平衡計算精度與效率，例如采用過渡态理論或分子動力學模拟。