离子溶剂化对离子诱导成核的影响——一个广义汤姆孙模型

我们提出了一个离子诱导成核模型，重点关注嵌入在带电核心或胶体周围流体中的解离离子的效应。该模型包含离子的直接静电能和优先溶剂化。离子的积分自由能包含两项：第一项可以是短程或长程的，取决于离子密度；第二项与核的体积成正比，在高离子浓度下可将状态从欠饱和转变为过饱和。在自由能中纳入离子的吉布斯转移能，导出了核心周围电势的修正泊松-玻尔兹曼方程。将离子的积分自由能添加到流体的界面项和体相项中，建立了广义汤姆孙模型。在德拜-休克尔极限下，模型可解析求解；在非线性区域，则进行数值求解。饱和度和核心电荷平面上的状态图包括均相区、电预润湿区、亚稳蒸汽区、亚稳核区和自发成核区。分隔这些区域的线对优先溶剂化敏感。我们的模型显示出成核对核电荷符号的不对称性。这种符号不对称性源于离子的吉布斯转移能。