理解离子和水分子在 NaCl 溶解过程中的作用
化学物理
2013-12-18 v1
摘要
NaCl 在水中的溶解是最常见的日常过程之一，但在分子水平上仍未被充分理解。在此，我们报告了一项广泛的密度泛函理论（density functional theory）研究结果，该研究考察了低水覆盖率下 NaCl 溶解的初始阶段。我们的具体方法是研究将离子或离子对移动到各种 NaCl 晶体表面配位较少的位点所需的能量成本如何随吸附在表面的水分子数量而变化。这种“微溶剂化”（microsolvation）方法使我们能够研究缺陷能量对团簇中水分子数量的依赖性，从而确定溶解在何时何地变得有利。此外，这种方法使我们能够理解单个离子和水分子在溶解过程中的作用。与先前的工作一致，我们确定了对 Cl 离子溶解的明显偏好胜过 Na 离子。然而，此处获得的详细信息得出的结论是，该过程由水分子对 Na 离子高于对 Cl 离子的更高亲和力所主导。Cl 离子首先被释放，因为这暴露了表面更多的 Na 离子，从而为水创造了有利的吸附位点。我们讨论了这种机制如何可能对其他碱金属卤化物有效。
引用
@article{arxiv.1312.4708,
title = {Understanding the role of ions and water molecules in the NaCl dissolution process},
author = {Jiří Klimeš and David R. Bowler and Angelos Michaelides},
journal= {arXiv preprint arXiv:1312.4708},
year = {2013}
}