水中 NH$_4^+$ 的水合：分叉氢键结构与快速转动动力学
计算物理
2025-01-14 v1
摘要
在分子水平上理解水中离子的水合与扩散是一个具有广泛重要性的课题。铵离子（NH）因其复杂的水合结构及在工业中的相关性，作为典型体系已被关注数十年。本文利用第一性原理分子动力学模拟和量子蒙特卡洛计算，报道了水中 NH 的水合与转动扩散研究。我们发现 NH 的水合结构具有分叉氢键，这导致一种涉及一对分叉氢键同时切换的转动机制。所提出的水合结构与转动机制得到现有实验测量的支持，并有助于解释水中 NH 被测得的快速转动。本研究凸显了氢键电子结构的细微变化如何影响水合结构，进而影响氢键体系中离子与分子的动力学。
引用
@article{arxiv.2009.04727,
title = {Hydration of NH$_4^+$ in Water: Bifurcated Hydrogen Bonding Structures and Fast Rotational Dynamics},
author = {Jianqing Guo and Liying Zhou and Andrea Zen and Angelos Michaelides and Xifan Wu and Enge Wang and Limei Xu and Ji Chen},
journal= {arXiv preprint arXiv:2009.04727},
year = {2025}
}