简单溶质对液态水长程偶极关联的影响
软凝聚态物质
2016-03-23 v1
摘要
环境条件下液态水中的分子间关联通常通过原子对分布函数（PDF）描述的短程密度涨落来表征。近期的数值与实验结果表明，这种对液态水有序或结构的描述是不完整的，水中存在可通过偶极关联研究的相当长程的取向关联。本研究利用 TIP4P-Ew 和 TIP3P 水模型进行大规模经典全原子分子动力学（MD）模拟，表明氯化钠（NaCl）、氯化钾（KCl）、氯化铯（CsCl）和氯化镁（MgCl）等盐类对偶极关联具有长程效应，这无法用溶解离子的结构制造与破坏概念来解释。观察到阳离子对偶极关联的相对效应与著名的霍夫迈斯特序列（Hofmeister series）一致。观察到的效应通过离子周围水分子的取向层化以及借助水的求和定则与其全局氢键网络的长程耦合来解释。将单个亲水溶质的观测结果与单个甲烷（CH）分子的观测结果进行了对比。我们观察到，即使单个小的疏水物也能增强液态水中的长程取向关联——这与溶解离子具有减弱效应的情形相反。本研究的观测结果在疏水效应的背景下进行了讨论。
引用
@article{arxiv.1512.02058,
title = {Effect of simple solutes on the long range dipolar correlations in liquid water},
author = {Upayan Baul and J. Maruthi Pradeep Kanth and Ramesh Anishetty and Satyavani Vemparala},
journal= {arXiv preprint arXiv:1512.02058},
year = {2016}
}
备注
10 pages, 3 figures