Model de ions mòvils

El model de ions mòvils és un model per a la reacció de les molècules en a on es té en conte el potencial químic i el camp elèctric; es poden representar els solvents iònics de forma explícita o no.

Representacions més utilisades

Dos de les representacions més utilisades són:

Equació Poisson-Boltzman

En esta aproximació els ions mòvils en solvents iònics no són representats explícitament i en lloc del potencial químic en cada Ion s'assumix un potencial químic uniforme en tota la solució. Les contribucions antrópicas i electrostàtiques del potencial químic d'un Ion en un punt $\mathbf{\text{𝐫}}$ són $K_{B}T\ln C(\mathbf{\text{𝐫}})$ i $q\varphi (\mathbf{\text{𝐫}})$ respectivament, a on $C(\mathbf{\text{𝐫}})$ és la concentració local , q és la càrrega i $\varphi (\mathbf{\text{𝐫}})$ és el potencial mig. Açò resulta en una expressió de Boltzman per a la concentració de ions:

$C(\mathbf{\text{𝐫}})=C(\mathrm{\infty })\exp [q\varphi (\mathbf{\text{𝐫}})/K_{B}T]$

a on $C(\mathrm{\infty })$ és la concentració del volum. En incorporar-la en la equació de Poisson produïx una equació general per al continu electrostàtic, l'equació de Poisson-Boltzman (PB):

$\mathrm{\nabla }\cdot \epsilon (\mathbf{\text{𝐫}})\mathrm{\nabla }\varphi (\mathbf{\text{𝐫}})-\kappa {\text{'}}^2\sinh [\varphi (\mathbf{\text{𝐫}})]=-4\pi \rho (\mathbf{\text{𝐫}})$

a on $\kappa {\text{'}}^2$ està relacionada en la força iònica (I) per mig de la equació de Debye-Huckel:

${\kappa }^2=\kappa {\text{'}}^2/\epsilon =\frac{8\pi N_a{e}^{2}I}{(1000\epsilon K_{B}T)}$

a on $N_a$ és el número de Avogadro. L'equació de Poisson-Boltzman relaciona la polarisació elèctrica i dipolar a través de $\epsilon$ i fa una revisió iònica a través de $\kappa$, lo que permet modelar els efectes de la forma de la macromolécula per a ser modelats per mig de la variació especial de $\epsilon$, $\kappa$ i $\rho$.

Representació explícita de ions

També és possible representar el apantallamiento dels ions mòvils al voltant de polielectrolitos explícitament per mig de la simulació de Mont-Carlo o métodos d'equacions integrals, incloent el tamany infinit i efectes de correlació per als ions mòvils.