基于单离子和离子对溶剂化性质的离子力场优化
化学物理
2015-05-14 v1 计算物理
摘要
离子溶液的分子动力学模拟对离子所采用的力场高度敏感。为了分辨同价且大小大致相似的离子之间的细微差异，特别是为了正确描述离子特异性效应，显然需要精确的力场。过去，离子力场的优化策略要么考虑单离子性质（例如无限稀释下的溶剂化自由能或离子-水结构），要么考虑离子对性质（以离子-离子分布函数的形式）。本文研究了同时基于单离子和离子对性质优化离子力场的策略。为此，我们在有限离子浓度下模拟了五种不同的盐溶液，即 CsCl、KCl、NaI、KF 和 CsI。在单离子溶剂化自由能与实验值匹配的约束下，系统改变这些离子的力场，这将 Lennard-Jones 相互作用的二维 参数空间简化为每个离子的一维线。从有限浓度模拟中提取对势并计算渗透系数，将其与实验数据进行比较。我们发现渗透系数对力场有很强的依赖性，这值得注意，因为单离子溶剂化自由能和离子-水结构在参数变化下保持不变。阳离子 Cs 和 K 实现了力场优化，而对于阴离子 I 和 F，则无法达到实验渗透系数。这表明从长远来看，可能需要在建模中引入额外参数，例如通过修改混合规则。
引用
@article{arxiv.0912.4526,
title = {Ionic force field optimization based on single-ion and ion-pair solvation properties},
author = {Maria Fyta and Immanuel Kalcher and Joachim Dzubiella and Lubos Vrbka and Roland R. Netz},
journal= {arXiv preprint arXiv:0912.4526},
year = {2015}
}
备注
29 pages, 6 figures, to appear in J. Chem. Phys