内聚能计算器

粘结能计算器是理解 稳定性 以及固体或晶体材料内的结合强度。内聚能量化了将材料分离成单个原子或分子所需的能量，为了解材料的 结构 完整性和物理性质。该工具在材料科学、固态物理和化学中特别有用，其中精确的能量计算有助于预测材料行为和设计新化合物。它属于 材料性质计算器类别，帮助研究人员和工程师分析和比较不同的材料。

内聚能计算器公式

内聚能的计算公式如下：

地点：

• Ec 是每个原子或分子的内聚能。
• Σ 伊原子 是晶胞中所有自由原子或分子的总能量。
• 埃索利德 是固体或晶体结构的总能量。
• N 是晶胞中的原子或分子的数量。

变量的详细公式：

自由原子或分子的总能量（Σ Eatom）：

Σ 食原子 = 食原子 × N

地点：

• 伊顿 是单个自由原子或分子的能量。
• N 是晶胞中的原子或分子的数量。

固体的总能量（Esolid）：

埃索利德 表示测量或计算出的固体结构能量。该值通常使用以下计算方法确定： 密度 函数理论（DFT）或来自光谱学或量热学的实验数据。

内聚力（Ec）：

替换值 Σ 伊原子, 埃索利德及 N 代入内聚能公式计算 Ec.

常见材料内聚能预计算表

下面是一个参考表，显示了一些常见研究材料的内聚能。这有助于用户了解典型值，而无需进行详细计算：

材料	内聚能 (eV/原子)	解释
钠（Na)	1.13	粘合强度低
铜（Cu）	3.49	中等金属结合力
钻石（C）	7.37	极高的粘合强度
硅（Si）	4.63	强共价键
铁（Fe）	4.28	中等金属结合力
氧化镁 (MgO)	10.3	极强的离子键

该表对于基准测试和比较不同材料的内聚能特别有用。

粘结能计算器示例

让我们计算一下假设晶体的内聚能：

• 每个晶胞含有 4 个原子（N = 4）。
• 单个自由原子（Eatom）的能量为5eV。
• 固体（Esolid）的总能量为-15eV。

步骤 1：计算自由原子的总能量 (Σ Eatom)

Σ 食原子 = 食原子 × N
Σ 原子 = 5 × 4 = 20 eV

第 2 步：使用内聚能公式

Ec = (Σ 原子 - E固体) / N
Ec = (20 - (-15)) / 4 = (20 + 15) / 4 = 35 / 4 = 8.75 eV/原子

因此，内聚能为每原子8.75 eV，表明材料内部的结合力很强。

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