14、化学反应与外部力场的模拟与分析

化学反应与外部力场的模拟与分析

1. 非弹性碰撞与化学反应规则

在化学反应中，非弹性碰撞是引发反应的关键因素。当两个成分 (i) 和 (k) 发生非弹性碰撞后形成新成分 (p) 时，新成分 (p) 的质量 (m_p) 和速度向量 (v_p(t + \Delta t)) 可通过以下公式计算：
- (m_p = m_i + m_k)
- (v_p(t + \Delta t) = \frac{m_i}{m_i + m_k} \cdot v_i(t) + \frac{m_k}{m_i + m_k} \cdot v_k(t))

化学反应中，可能会有多于两个底物相互碰撞的情况。对于这类反应，我们通常将其拆分为一系列两个底物的反应规则。例如，反应 (A + B + C \rightarrow ABC) 可拆分为 (A + B \rightarrow AB) 和 (AB + C \rightarrow ABC)。若反应有多个产物，也会拆分为多个反应，如 (A + B \rightarrow D + E) 可拆分为 (A + B \rightarrow D) 和 (A + B \rightarrow E)，且满足 (m_A + m_B = m_D + m_E)。

2. 有效碰撞与自发衰变引发的化学反应

化学反应的本质是至少一个化学键或离子键发生改变，从而形成新的原子或离子连接结构。根据布朗运动的台球模型，容器内的未结合原子、未结合离子、分子和粒子等成分会相互碰撞，碰撞的成分构成潜在反应的物质。

触发化学反应所需的能量称为活化能 (E_a)。一般化学反应的活化能在 (30 \ kJ/mol) 到 (100 \ kJ/mol) 之间，生化