RbCl溶液微观结构的分子动力学模拟
Molecular Dynamics Study on RbCl Micro\|hydrated Structure
投稿时间:2016-11-16  修订日期:2016-12-20
DOI:
中文关键词:  离子水化  RbCl溶液  分子动力学  水合结构
英文关键词:Ion hydration  Micro\|hydrated structure  Molecular dynamics  RbCl solution
基金项目:青海省自然科学基金项目(2015-ZJ-945Q);青海省重点实验室发展专项基金(214-Z-Y04);国家自然科学基金(21503251)和西部之光博士项目
作者单位
周永全 中国科学院青海盐湖研究所,中国科学院盐湖资源综合高效利用重点实验室,西宁 810008
青海省盐湖资源化学重点实验室,西宁 810008 
房春晖 中国科学院青海盐湖研究所,中国科学院盐湖资源综合高效利用重点实验室,西宁 810008
青海省盐湖资源化学重点实验室,西宁 810008 
房艳 中国科学院青海盐湖研究所,中国科学院盐湖资源综合高效利用重点实验室,西宁 810008
青海省盐湖资源化学重点实验室,西宁 810008 
朱发岩 中国科学院青海盐湖研究所,中国科学院盐湖资源综合高效利用重点实验室,西宁 810008
青海省盐湖资源化学重点实验室,西宁 810008 
戈海文 中国科学院青海盐湖研究所,中国科学院盐湖资源综合高效利用重点实验室,西宁 810008
青海省盐湖资源化学重点实验室,西宁 810008 
刘红艳 中国科学院青海盐湖研究所,中国科学院盐湖资源综合高效利用重点实验室,西宁 810008
青海省盐湖资源化学重点实验室,西宁 810008 
张文倩 中国科学院青海盐湖研究所,中国科学院盐湖资源综合高效利用重点实验室,西宁 810008
青海省盐湖资源化学重点实验室,西宁 810008
中国科学院大学,北京 100049 
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中文摘要:
      采用经典分子动力学、OPLS-AA全原子力场及TIP4P水模型,研究了300 K温度下无限稀释及1.0 mol/L的RbCl水溶液中Rb+与Cl-微观水合结构、水化及离子缔合特征。RbCl溶液中,水分子以氧原子去接近Rb+,而Cl-周围的水分子则以其中的一个氢原子去靠近。对模拟轨迹分析,获得了径向分布函数、配位数曲线、取向分布函数、水化因子等微观结构及水化信息。计算得到的Rb+和Cl-的第一水合层的水合距离及水合数分别为0.288、0.318 nm和7.30、7.17,对应的水化半径及水化数分别为0.270、0.290 nm和2.37、3.05。在1.0 mol/L的RbCl水溶液中,Rb+与Cl-之间存在直接接触和溶剂共享离子对,其Rb+与Cl-之间的特征距离分别为0.326 和0.522 nm。采用Einstein法计算得到Rb+和Cl-的自扩散系数分别为(2.194±0.091 3)×10-5和(2.002±0.074 8)×10-5 cm2/s,计算得到的自扩散系数与实验值吻合很好。
英文摘要:
      :Micro\|hydrated structure of infinite diluted and 1.0 mol/L aqueous RbCl solution at 300 K were simulated with molecular dynamics simulations using OPLS-AA force field and TIP4P water model. The simulation time was up to 10 nanosecond and the simulation trajectories were analyzed in detail. Themicro\|hydrated characteristics were pictured by the RDF,coordination number function,orientation distribution functions,and hydration factors etc. The hydration distance and coordination numbers of Rb+and Cl- are 0.288,0.318 nm and 7.295,7.169,respectively;their hydration numbers and hydration radii of Rb+ and Cl- are 2.37,3.05 and 0.270,0.290 nm. In aqueous RbCl solution of 1.0 mol/L,Contact Ion Pair (CIP) and Solvent Shared Ion Pairs(SIP)are found with characteristic vector distance between Rb+ and Cl- are 0.326 and 0.522 nm. The diffusion coefficients of Rb+ and Cl- are 2.194±0.091 3×10-5 and 2.002±0.074 8×10-5 cm2/s,respectively,which are in good agreement with the experimental values.
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