具有方向相互作用的球体模型：I. 静态性质

我们引入了一种简单的球体模型，其结构性质与具有方向相互作用的模型生成的性质相似，方法是采用大硬球和小硬球的二元混合物，其中方阱吸引力仅作用于不同大小的粒子之间。小粒子为大粒子提供键合。通过适当选择相互作用参数以及两种组分的相对浓度，可以控制有效价数。在此，我们关注一种有利于四面体有序的参数选择，并研究系统在宽密度和温度窗口下的平衡静态性质。随着温度降低，我们观察到局部有序逐渐增加，伴随着四配位键网络的形成。观察到三个不同的密度区域：在低密度下，系统相分离为气相和液相；在中等密度下，形成完全键合粒子的网络；在高密度下——由于排除体积与吸引相互作用之间的竞争——系统形成有缺陷的网络。完全相同的行为此前已在分子液体（如水）的非球体模型以及补丁胶体粒子模型的数值研究中被观察到。与这些模型不同，为球体势设计的理论处理方法（例如积分方程和用于玻璃化转变的理想模式耦合理论）可应用于本情况，从而为深入理解低价分子和粒子的热力学和动力学行为开辟道路。