应用ABEEMσπ极化力场对Zn2+水溶液配位微结构和水交换反应进行分子动力学模拟研究

作者：赫兰兰; 郭宇; 赵健; 姜新蕊; 杨忠志; 赵东霞

来源：Acta Physico - Chimica Sinica, 2016, 32(12): 2921-2931.

• ABEEMσπ极化力场
• 分子动力学模拟
• 水交换反应
• 径向分布函数
• 电荷分析
• 平均配位驻留时间

应用ABEEMσπ极化力场,对Zn2+水溶液体系进行分子动力学模拟,探讨Zn2+的配位微结构和配体水交换反应。水分子模型采用ABEEM-7P精细水模型。模拟后对体系结构、电荷及动力学性质进行细致分析。结构分析表明,平衡体系中Zn2+的第一层配位数为6,这与实验值是一致的。水交换反应过程中,溶剂水由O―Zn―O角分线斜上(下)方进攻Zn2+,配位水由O―Zn―O角分线斜下(上)方逐渐远离。极化力场模拟时Zn2+与交换水间的距离变化波动较大,而固定电荷力场的波动较小。模拟发现,极化力场的径向分布函数能精细地展示第二、三层配体的配位微结构,第二配位层存在靠近Zn2+的亚壳层,能与第一水合层发生水交换反应,充分体现了Zn2+的极化效应。本文阐明了水交换反应中,Zn2+位点电荷与交换水中氧原子孤对电子位点电荷的规律性变化,从电荷的角度解释了水交换反应的合理性。ABEEMσπ极化力场模拟Zn2+水溶液获得第一水合层的平均配位驻留时间为2.0×10-9s,在实验值范围内,说明ABEEMσπ极化力场可以合理地模拟Zn2+水溶液体系。

• 出版日期2016
• 单位辽宁师范大学; 化学化工学院