液态水中 Na+ 的水合数目
化学物理
2007-05-23 v2 生物物理
摘要
本文给出并讨论了对水溶液中 Na+ 离子的“第一性原理”分子动力学模拟。该计算处理了 Na+ 离子与 32 个水分子，采用周期性边界条件，置于由该溶质在常密度、温度 344±24 K 下水中零偏摩尔体积估计所确定的立方体积中。对 12 ps 轨迹后半段的分析表明，平均有 4.6 个水分子占据 Na+ 离子的内层水合壳层，其中最可几占据数为 5。观测到的 Na+ 自扩散系数为 1.0 x 10 cm/s。溶液的准化学理论为另外两次计算提供了框架。首先，基于离子-水团簇的电子结构结果及外层水合贡献的介电连续模型的一项补充计算，预测平均水合壳层占据数为 4.0。这一低估归因于团簇的简谐近似以及对外层贡献的近似介电连续模型处理。最后，对内层占据数所做的最大熵拟合导出了不敏感的复合自由能近似，表明在此条件下 Na+(aq) 的水合自由能值约为 -68 kcal/mol，其中未计入堆积或范德华相互作用的贡献。
引用
@article{arxiv.physics/0006026,
title = {The hydration number of Na+ in liquid water},
author = {Susan B. Rempe and Lawrence R. Pratt},
journal= {arXiv preprint arXiv:physics/0006026},
year = {2007}
}
备注
12 pages, 6 figures, for the 14th Symposium on Thermophysical Properties; replacement: stylistic revisions, added results and Fig. 7 to investigate inner shell definition and to refine hydration free energy value