Dinâmica molecular

1. Resultados e Discussão O problema desenvolvido em laboratório trabalhou conceitos de estrutura cristalina com diferentes tamanhos e parâmetros de rede, que são muito importantes na determinação da configuração de menor energia. Para determinar em quais condições tem-se essa configuração de menor energia são feitas simulações. Paras os problemas a seguir, foi determinado o parâmetro de rede de Lennard-Jones para um sólido CFC, variando o parâmetro de rede. Fixando-o, variou-se o tamanho da estrutura cristalina.

1.1 - Problema 1 - O parâmetro de rede Utilizando o programa “crystal” fornecido, foram geradas amostras variando o parâmetro de rede entre 1,4 e 1,9. Foi utilizado quatro unidades de célula unitária para cada direção, x, y, e z, e deslocamento máximo igual a zero. Assim, o programa executou o md1, também previamente fornecido, com passo de integração 1. Os valores obtidos estão dispostos na tabela 1.

Tabela 1 - Valores obtidos de energia potencial, variando o parâmetro de rede, em unidades de Lennard-Jones.

Parâmetro de rede (a)
Energia Potencial
1,30
20,690
1,40
-1,7763
1,50
-7,0869
1,55
-7,4632
1,60
-7,2294
1,70
-6,0597
1,80
-4,7431
1,90
-3,5945

A partir dos valores obtidos, traçou-se o gráfico (Figura 1) parâmetro de rede (a) versus energia potencial.

Figura 1 – Gráfico da energia potencial pelo parâmetro de rede, com unidades de Lennard-Jones. Sabendo que o parâmetro de rede que gera a condição equilíbrio é a que fornece menor energia, pode-se concluir que o parâmetro de rede para esse sólido é de aproximadamente 1,55. Os valores obtidos na simulação têm unidades de medida de Lennard-Jones. Esse sistema de unidades é reduzido, e pode ser usada em diversos parâmetros. Para a energia de coesão (U*) e distância entre dois vizinhos (R*) são dadas pelas equações (1) e (2).

Outro parâmetro importante é energia fornecida para a separação dos primeiros vizinhos, tendendo a infinito. Quando é fornecida tal