水合壳层静电涨落的非高斯统计
软凝聚态物质
2015-05-28 v1 生物物理
化学物理
摘要
我们报道了Kihara溶质内部SPC/E水分子产生的电场涨落统计，该溶质被设定为带有Lennard-Jones表面层的硬球核心。通过数值模拟获得的电场涨落统计，被作为放置在靠近溶质-水界面的点偶极子幅值的函数进行研究。作为沿偶极子方向投影的电场函数的自由能面，随偶极子幅值的增加表现出交叉。在低偶极子值时，它是单阱调和函数；在中等偶极矩幅值时，它变为双势阱面；在更高的偶极子下，它转变为具有非零极小值位置的单势阱面。界面水在两个极小值之间涨落的宽广中间区域以强烈的电场涨落为特征，具有非高斯统计特性，且方差远超线性响应预期。发现表面水的激发态高于基态的能量，该能量差约等于打破两个氢键所需的能量。该激发态被溶质偶极子的外电场拉低至较低能量，使其易于通过热激发达到。该激发态是氢键网络中的一个局域表面缺陷，在附近的网络中产生应力，但在其他方面相对局域于最靠近溶质偶极子的区域。
引用
@article{arxiv.1105.5426,
title = {Non-Gaussian statistics of electrostatic fluctuations of hydration shells},
author = {Allan D. Friesen and Dmitry V. Matyushov},
journal= {arXiv preprint arXiv:1105.5426},
year = {2015}
}