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水溶液中氢键寿命的定义和弛豫机理(英文) 被引量：8
1
作者 张霞 张强 赵东霞 《物理化学学报》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2011年第11期2547-2552,共6页
氢键弛豫过程决定水溶液中分子的动力学行为,氢键寿命作为理论和实验结果中一个重要的参数通常用以描述溶液中的氢键动力学性质.本文采用SPC/E-P2和SPC/E-OPLS两种力场方法对二甲基亚砜(DMSO)水溶液体系进行分子动力学模拟,计算了四种... 氢键弛豫过程决定水溶液中分子的动力学行为,氢键寿命作为理论和实验结果中一个重要的参数通常用以描述溶液中的氢键动力学性质.本文采用SPC/E-P2和SPC/E-OPLS两种力场方法对二甲基亚砜(DMSO)水溶液体系进行分子动力学模拟,计算了四种不同定义下的氢键寿命,并进行了对比阐述.连续性氢键寿命T_C和基于动力学平衡方法下的氢键寿命T_R较短,它们忽略了不成功的氢键交换过程,稳定态模型下的氢键寿命T_(PR)能够真实体现氢键转换过程,可作为标度衡量其它量值.间歇性氢键寿命T_I相对最长,重复统计了氢键成功交换后的恢复概率.随着二甲基亚砜浓度增大,T_C、T_I、T_R和T_(PR)不断增大,分子平动扩散系数在中等浓度达到极小,说明氢键寿命与分子活动性无决定性关联,同类型氢键在不同浓度下的寿命差异表明氢键寿命具有分子环境依赖性;水分子和二甲基亚砜分子氢键个数降低,氢键受激角度扭曲和拉伸概率下降,T_C和T_R不断接近,氢键交换受体密度降低使氢键交换速率下降,T_(PR)断增大,氢键寿命与其周围氢键密度密切相关.T_1与T_(PR)的比值体现了氢键交换的局域性,其变化趋势与分子平动活动性趋势相同.两种力场下氢键寿命的差异也说明氢键的寿命具有明显的理论模型依赖性. 展开更多
关键词 氢键寿命 分子动力学模拟 氢键交换 相关函数 分子力场
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两个基于氢键构筑的超分子镁配合物的合成、晶体结构及荧光性质 被引量：5
2
作者 孙佳音 卢可 +5 位作者 刘广志 刘璐 潘文蓉 张思静 秦伟 吴根华 《高等学校化学学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2017年第5期729-737,共9页
以5,6-苯并咪唑二酸(H_3bidc)为有机配体,在水热条件下通过控制反应温度得到了2个镁配合物[Mg(Hbidc)(H_2O)_4](1)和[Mg(Hbidc)(H_2O)_5]·4H_2O(2).通过单晶及粉末X射线衍射、红外光谱、元素分析和热重分析对配合物进行了表征.结... 以5,6-苯并咪唑二酸(H_3bidc)为有机配体,在水热条件下通过控制反应温度得到了2个镁配合物[Mg(Hbidc)(H_2O)_4](1)和[Mg(Hbidc)(H_2O)_5]·4H_2O(2).通过单晶及粉末X射线衍射、红外光谱、元素分析和热重分析对配合物进行了表征.结果表明,配合物1和2均为单核分子,分别以不同的堆积方式通过氢键构筑成三维超分子结构.值得注意的是,配合物2的结构中捕获了由氢键连接的环状四聚体水簇(H_2O)_4.配合物1和2的电荷布居分析结果与晶体结构的讨论一致.此外,固体荧光分析表明,配合物1和2在室温下具有较强的蓝光发射. 展开更多
关键词 Mg(Ⅱ)配合物 反应温度 氢键 荧光寿命
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基于分子动力学模拟的α-SiO_(2)纳米颗粒油-水界面吸附行为研究
3
作者 文涛涛 李玉秀 +3 位作者 谢驰 孔令辉 郑丹菁 郑佳杰 《材料研究与应用》 CAS 2024年第5期809-818,共10页
纳米颗粒相界面吸附与自组装被广泛应用于石油采收、泡沫浮选、药物输送及新型功能材料等研究领域。然而,由于溶剂化力、静电斥力等多种相互作用所导致的吸附势垒,纳米颗粒自发吸附至界面的过程受到阻碍。基于分子动力学方法研究了α-Si... 纳米颗粒相界面吸附与自组装被广泛应用于石油采收、泡沫浮选、药物输送及新型功能材料等研究领域。然而,由于溶剂化力、静电斥力等多种相互作用所导致的吸附势垒,纳米颗粒自发吸附至界面的过程受到阻碍。基于分子动力学方法研究了α-SiO_(2)纳米颗粒相界面吸附动力学特征,深入分析了水化层结构及离子浓度对颗粒吸附行为的影响。首先,通过修饰表面基团获取了不同亲疏水性α-SiO_(2)纳米颗粒的吸附特征:纳米颗粒自发扩散至亚界面后会经历弛豫吸附至界面、快速吸附以及在界面区域经历一段弛豫后达到动态平衡三个过程。随后,从径向分布函数、角度分布、氢键密度分布等对纳米颗粒水化层结构以及氢键结构和进行了量化和比较,通过水化层内水分子驻留自相关函数以及氢键寿命分析了水化层结构及氢键结构的动力学特性。结果表明:水化层结构依赖于所作用颗粒的表面特性,与亲水表面相比,水分子在疏水表面具有明显的择优取向和更强的流动性;表面-水间氢键相互作用和水化层内特殊氢键结构是影响颗粒吸附的重要原因;不同离子效应可以通过共同作用干扰氢键结构以促进纳米颗粒相界面吸附。本研究为理解纳米颗粒相界面吸附动力学特性以及吸附壁垒形成机制提供参考,对于纳米颗粒相界面可控吸附在石油采收、新型功能材料等应用领域具有指导意义。 展开更多
关键词 分子动力学 非晶二氧化硅 改性纳米颗粒 油水界面 相界面吸附 氢键寿命 氢键相互作用 水化层
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纯水溶液中的氢键交换反应路径 被引量：1
4
作者 张霞 张强 赵东霞 《化学学报》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2012年第3期265-271,共7页
利用分子动力学模拟方法对纯水溶液的氢键转化动力学性质进行了深入的微观探讨,溶液中非氢键构型为寿命较短(0.1～0.2 ps)的过渡态构型,我们发现氢键交换通过两种过渡构型完成,氢键角度扭曲激发后与氢键第一壳层水分子沿路径1交换,氢键... 利用分子动力学模拟方法对纯水溶液的氢键转化动力学性质进行了深入的微观探讨,溶液中非氢键构型为寿命较短(0.1～0.2 ps)的过渡态构型,我们发现氢键交换通过两种过渡构型完成,氢键角度扭曲激发后与氢键第一壳层水分子沿路径1交换,氢键径向拉伸激发后与氢键第二壳层水分子沿路径2交换,过渡态路径的选择具有温度依赖性.氢键转化需在旧氢键受体氢键过量和新氢键受体氢键不足,同时满足交换反应空间结构要求下才能完成.氢键交换反应对水分子平动和转动行为起着决定作用. 展开更多
关键词 氢键交换反应 分子动力学模拟 过渡态 氢键寿命
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