崩解的晶体：关于 NaCl 在水中溶解机制的研究
化学物理
2022-11-09 v1 统计力学
摘要
地球上的生命依赖于离子盐（尤其是 NaCl）在水中的溶解。然而，对该过程的原子尺度理解仍然难以捉摸。模拟非常适合研究溶解，因为它们提供了实验难以获得的时空分辨率。尽管如此，各种分子间和分子内相互作用的复杂性需要谨慎处理以及长时间尺度的模拟，这两者通常都受到计算成本的阻碍。在此，我们利用机器学习势方法论的进展，首次在从头算理论水平上解析了 NaCl 在水中的溶解机制。所呈现的图景是，晶体在快速崩解之前经历了一个稳定的离子逐个剥离过程，这让人联想到碎裂。碎裂的开始可以用晶体表面积与体积比的急剧增加来解释。总体而言，溶解由一系列高度动态的微观子过程组成，导致了一个本质上随机的机制。这些原子尺度的洞察现在为普遍理解其他晶体中的溶解机制铺平了道路，并且该方法论已为近期感兴趣的更复杂系统（如流动下的水/盐界面和受限条件下的盐晶体）做好了准备。
引用
@article{arxiv.2211.04345,
title = {Crumbling Crystals: On the Dissolution Mechanism of NaCl in Water},
author = {Niamh O'Neill and Christoph Schran and Stephen J. Cox and Angelos Michaelides},
journal= {arXiv preprint arXiv:2211.04345},
year = {2022}
}