以离子对自由能面探测离子液体结构
软凝聚态物质
2021-07-27 v1 化学物理
摘要
一旦已知与分子结构的关联,阳离子与阴离子的众多组合可生产出具有精细调控性质的离子液体。就此意义而言,计算机模拟是解释乃至预测离子液体性质的有用工具。然而,量子力学方法通常受限于小团簇或短时间尺度,因此研究体相液体需要使用参数化力场。本文提出一种方法,通过计算机在气相中阴离子绕阳离子平移运动的自由能面,实现量子力学与可极化及不可极化力场之间的比较。该方法在三种不同阴离子([BF4]-、[N(CN)2]- 和 [NTf2]-)的咪唑鎓基阳离子上进行了测试。研究发现,当力场引入极化性时,与 DFT 计算更为吻合。此外,离子对自由能面再现了体相液体分子动力学模拟中第一配位壳层观察到的主要结构模式,证明其为可用于探测液相结构的有效探针,且可用更高层级方法计算,与力场的比较可指示其参数化方面的进一步改进。
引用
@article{arxiv.2107.11993,
title = {Ion Pair Free Energy Surface as a Probe of Ionic Liquid Structure},
author = {Kalil Bernardino and Kateryna Goloviznina and Agílio A. H. Padua and Margarida Costa Gomes and Mauro C. C. Ribeiro},
journal= {arXiv preprint arXiv:2107.11993},
year = {2021}
}
备注
author submitted version of the paper published in J. of Chemical Physics on 02 January 2020. 40 pages with 15 figures in main paper plus 19 pages with 20 figures as Supporting Information attached by the end of the file