1-丙醇/水混合物的温度依赖结构：低醇与高醇含量下的 X 射线衍射实验与计算机模拟
化学物理
2021-08-25 v2 软凝聚态物质
摘要
我们通过高能同步辐射 X 射线衍射研究了 1-丙醇的水溶液混合物在冷却过程中的行为。报道了从 8 mol% 到 89 mol% 醇含量的 6 种混合物以及纯 1-丙醇从室温至液体凝固点的 X 射线加权总散射结构因子。为解释测量数据，我们进行了分子动力学模拟。1-丙醇采用全原子 OPLS-AA 势模型，并分别结合 SPC/E 和 TIP4P/2005 水模型：两种组合在低醇和高醇含量下对测得的总结构因子提供了半定量描述，而对 71 mol% 1-丙醇的混合物的吻合仅为定性。根据模拟的粒子构型，计算了偏径向分布函数。此外，从氢键数目、质子供体-受体比例分析、氢键簇尺寸分布以及环尺寸统计等方面，对氢键网络给出了详细描述。对于 89 mol% 1-丙醇的混合物，发现了渗流阈值以及参与环状实体的双氢键分子数具有强烈的温度依赖性。在醇含量高于 20 mol% 时，五元环是最频繁的环状实体，其环数表现出强烈的温度依赖性。
引用
@article{arxiv.2106.06193,
title = {Temperature-dependent structure of 1-propanol/water mixtures: X-ray diffraction experiments and computer simulations at low and high alcohol contents},
author = {Ildikó Pethes and László Pusztai and Koji Ohara and László Temleitner},
journal= {arXiv preprint arXiv:2106.06193},
year = {2021}
}
备注
142 pages together with Supplementary Material