关于线性烷基胺液体的微观结构：X射线散射与计算机模拟研究
化学物理
2024-07-22 v1
摘要
研究室条件下的线性胺类化合物，从丙烷胺到非烷胺，均通过X射线散射和分子动力学模拟进行研究。主要发现是，烷基胺的预峰强度约为醇类的一个数量级，表明胺基团的氢键诱导聚集效应远弱于羟基。计算机模拟结果显示，OPLS-UA模型能够再现预峰，但幅值较大；而GROMOS-UA和CHARMM-AA力场几乎没有预峰。所有模型的模拟均揭示了氢键形成的聚集体的存在，这一结果通过氮原子间结构因子的显著预峰得到印证。然而，除OPLS模型外，其他模型中，各种原子-原子结构因子的组合会抵消该预峰。本工作旨在从偶极相关函数的视角理解散射预峰的弱性，将其视为与电荷有序概念相关的序参数。模型间的差异同样从该视角进行分析。分析结果表明，胺类与水之间的结构在电荷有序方面具有较强的相似性，而与醇类不同。这可追溯到水分子和胺基团头部的C2v对称性，解释了氢键聚集体的存在以及预峰弱小的原因。关于模型而言，烃链上部分电荷的存在或缺失解释了计算散射强度中预峰的出现或消失。
引用
@article{arxiv.2407.14096,
title = {On the microscopic structure of neat linear alkylamine liquids: an x-ray scattering and computer simulation study},
author = {Martina Požar and Lena Friedrich and Tristan Millet and Michael Paulus and Christian Sternemann and Aurélien Perera},
journal= {arXiv preprint arXiv:2407.14096},
year = {2024}
}