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《计算机与应用化学》 2009年10期
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钾、钠、氯离子水化现象的分子动力学模拟

袁俊生  包捷  
【摘要】:用Material Studio软件包中的COMP ASS力场提供的9/6 Lennard-Jones势能模型,分别模拟298 K,密度为1.0 g/cm~3的水溶液中K~+、Na~+、Cl~-水化现象的分子动力学和水分子配位的微观结构。发现阳离子周围的水分子以氧原子去靠近阳离子,而阴离子周围的水分子则以其中的一个氢原子去靠近阴离子,并获得了K~+、Na~+、Cl~-的径向分布函数和配位数曲线。计算得到的K~+、Na~+、Cl~-的水化数分别为2.53、3.64、3.66,它们的水化半径分别为0.272nm、0.299 nm、0.316 nm,自扩散系数分别为1.98×10~(-5)cm~2s~(-1)、1.04×10~(-5)cm~2s~(-1)、2.08×10~(-5)cm~2s~(-1)。结果表明,3种离子的水化能力顺序为:Cl~-Na~+K~+,自扩散系数的计算值与实验值吻合较好。K~+、Na~+、Cl~-在海水中广泛存在,本文的研究结果可为海水资源的高效开发利用提供一定的理论基础。

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