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采用经典分子动力学、OPLS-AA全原子力场及TIP4P水模型,研究了300 K温度下无限稀释及1.0 mol/L的RbCl水溶液中Rb~+与Cl~-微观水合结构、水化及离子缔合特征。RbCl溶液中,水分子以氧原子去接近Rb~+,而Cl~-周围的水分子则以其中的一个氢原子去靠近。对模拟轨迹分析,获得了径向分布函数、配位数曲线、取向分布函数、水化因子等微观结构及水化信息。计算得到的Rb~+和Cl~-的第一水合层的水合距离及水合数分别为0.288、0.318 nm和7.30、7.17,对应的水化半径及水化数分别为0.270、0.290 nm和2.37、3.05。在1.0 mol/L的RbCl水溶液中,Rb~+与Cl~-之间存在直接接触和溶剂共享离子对,其Rb~+与Cl~-之间的特征距离分别为0.326和0.522 nm。采用Einstein法计算得到Rb~+和Cl~-的自扩散系数分别为(2.194±0.091 3)×10-5和(2.002±0.074 8)×10-5cm~2/s,计算得到的自扩散系数与实验值吻合很好。 相似文献
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由密度泛函理论(DFT)和扩展X-射线吸收精细结构(EXAFS)光谱研究硫酸镍溶液的微观水合结构。对硫酸镍水合团簇[NiSO4(H2O)n]0 (n=1-12) 的结构优化和能量计算采用DFT计算中的B3LYP方法进行。对于每一个团簇尺寸尽可能考虑所有初始构型，并以此确定能量最低结构。 DFT计算结果表明，在[NiSO4(H2O)n]0团簇中六配位结构的Ni2+为稳定构型. 水合能计算结果表明，当水合团簇尺寸较小时(n≤5),六配位直接接触离子对(CIP)为稳定构型；而当6≤n≤10时, 溶剂共享离子对 (SSIP)为稳定结构。随着团簇尺寸的增加，当n≥11时，x个水分子分割离子对 (xSIP, x是Ni2+和SO42-之间的水分子数目，且x≥2)为稳定构型。对 NiSO4溶液和NiSO4?6H2O进行EXAFS实验，结果证实Ni2+第一水合层是由六个水分子形成的稳定八面体结构，且当 NiSO4溶液浓度从0.70 mol/L到2.22 mol/L(近似饱和溶液)并未发现CIP构型。Ni-O距离和配位数(CN)分别是 2.040±0.020 ? 和6.0±1.0，这些结论与[NiSO4(H2O)n]0水合团簇的DFT计算结果一致。 相似文献
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Li2SO4溶液中离子间的缔合相互作用:基于密度泛函理论和分子动力学模拟的研究 总被引：1，自引：1，他引：0
基于密度泛函理论,使用B3LYP/aVDZ方法对[Li_2SO_4(H_2O)_n]~0(n=0~10、18)水合团簇的结构和性质进行了系统地研究,并结合Car-Parrinello分子动力学(CPMD)模拟了不同浓度的Li_2SO_4溶液结构,目的在于理解在Li_2SO_4溶液中离子间缔合相互作用及可能存在的物种。研究发现,对于[Li_2SO_4(H_2O)_n]~0(n=0~10、18)水合团簇,双配位单齿螯合接触离子对结构比双配位双齿螯合接触离子对结构更稳定,溶剂共享离子对结构最不稳定。同时,CPMD模拟结果表明,在3.09和3.17 mol/kg的Li_2SO_4溶液中,双配位单齿螯合接触离子对结构仍然是主要物种。以上结果表明在饱和的Li_2SO_4溶液(3.16 mol/kg)中,Li~+和SO_4~(2-)离子间的相互缔合作用主要以双配位单齿螯合接触离子对结构的物种存在,而具有双配位双齿螯合离子对结构的物种占少数,溶剂共享离子对结构几乎不存在。 相似文献
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不同浓度的Na2SO4水溶液的拉曼光谱显示了SO42-的四个拉曼活性带:980 cm-1处的SO42-的对称伸缩振动模式v1带,1 106 cm-1处的反对称伸缩振动模式v3带,448 cm-1处的变形振动模式v2带和617 cm-1处的变形振动模式v4带。482 cm-1处的肩膀峰是由于NaSO4-离子对的形成对448 cm-1的v2带的影响而形成的SO42-的一个新的振动峰。浓Na2SO4水溶液中,水共享离子对[Na+.H2O.SO42-]-是主要的离子对物种。随着Na2SO4水溶液浓度的增加,Na+和SO42-的相互作用增强,NaSO4-离子对所占的摩尔分数增加。 相似文献
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采用分子动力学(MD)模拟研究了5.55 mol·kg~(-1)氯化钙溶液的微观结构特征,尤其是溶液中高配位Ca-Cl离子团簇的结构与性质,探究了温度对于高配位Ca-Cl离子团簇的影响。结果显示,5.55 mol·kg~(-1)氯化钙溶液中,除形成[CaCl]~+、[CaCl_2]~0离子对外,还存在一些高配位[CaCl_x]~(2-)~x(x=3～6)离子团簇。高配位[CaCl_x]~(2-)~x(x=3～6)离子团簇在5.55 mol·kg~(-1)氯化钙溶液中介稳存在,易解离或进一步缔合形成更大Ca-Cl离子团簇,这可能与溶液中大量未完全水合Ca~(2+)对高配位[CaCl_x]~(2-)~x(x=3～6)离子团簇水壳层的扰动破坏有关。温度升高,氯化钙溶液中Ca-Cl离子缔合增强,但高配位Ca-Cl离子团簇的平均存在时间(t_(av))减小,这表示高温下溶液中Ca-Cl离子团簇频繁地解离与缔合,离子团聚趋势更为显著。本工作观测到的高配位[CaCl_x]~(2-)~x(x=3～6)离子团簇可能是浓氯化钙溶液Ca-Cl离子缔合过程中一种热力学不稳定结构,但这些高配位Ca-Cl离子团簇的形成可能对溶液结晶及相关化学过程产生不利影响。 相似文献
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在 L i Br与水的物质量比分别为 1∶ 64、1∶ 32、1∶ 16、1∶ 8、1∶ 4和 1∶ 3的情况下 ,对 L i Br溶液从低温到高温的分子动力学模拟进行了研究。随浓度增加 ,锂离子的水合数量呈减少趋势但同时又从 L i+- Br-接触离子对的数量增加中得到补偿 ,而 L i离子的第一配位壳层的配位数量保持不变。在高浓度 Li Br溶液中 ,Br- O之间的距离有所增加 ,Br-- O的径向分布的形状更趋于非对称 ,从而很好地确定了 Br离子水合壳层 L i+- Br-接触离子对可以在更稀的溶液中产生 ,但随浓度增加而增加。L i+- Br-距离明显短于溶液中 Li离子与 Br离子的离子半径之和 ,也短于 L i Br晶体中两者离子半径之和。高浓度溶液中水分子的结构几乎被破坏 ,水分子间的氢键明显增加 ,但没有消失。对 L i+、Br-和水的扩数系数计算值与实验值进行了比较 相似文献
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运用密度泛函理论(DFT)在ωB97XD/gen (O、H元素Aug-cc-PVDZ; Rb元素Lanl2DZ)基组水平上研究了[Rb(H_2O)_n]~+(n=1～12)水合团簇的结构和光谱学性质。研究结果表明,通过分析气相和液相中的稳定能以及水合团簇可知,稳定构型出现在8配位的团簇中。第一配位层水分子数为8时形成Rb~+第一近似饱和水合层。此外,拉曼光谱显示[Rb(H_2O)_n]~+(n=1～12)水合团簇中O-H伸缩振动峰随着水分子数增加发生移动和加宽,Rb~+发生水合时,O-H对称和非对称伸缩振动发生红移,随着水合数的增多,频率蓝移。此外,文中对拉曼光谱中O-H振动的频率位置结合团簇结构进行了说明。 相似文献
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本文用密度泛函理论在WB97XD/gen def2-tzvp基组水平上对[Cs(H2O) n] +(n=1-15)水合团簇结构的振动光谱进行了研究。研究表明,随着水分子数的增加,在气相和液相中,8配位的Cs+ 水合团簇是最稳定的;随着水分子数的增加,Cs-O键长增大,Cs+上的电荷密度减小。当水分子数大于11时,Cs-O键长和Cs+上的电荷密度变化很小。O(H2O)-O(H2O)距离、∠O(H2O)-Cs-O(H2O)°统计结果表明,15个水分子足以形成Cs+的近似饱和水合层。此外,红外光谱显示[Cs(H2O)n]+水合团簇中O-H伸缩振动随着水分子数的增加而发生变化,由此可以作为鉴别水合层位置的一种参考方法。 相似文献
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该文为硕士学位论文,于1999年5月在中国科学院青海盐湖研究所完成。该论文进行了过饱和ＭｇＳＯ4水溶液结构的Ｘ射线衍射研究,其溶液的水与盐之比及过饱和度分别是样Ａ为1∶16,11.3%;样Ｂ为1∶17,3.496%。获得了过饱和ＭｇＳＯ4溶液中关于Ｍｇ2 阳离子水合、ＳＯ42-阴离子水合和接触离子对Ｍｇ2 ＳＯ42-形成的进一步的信息;给出了数据组合前后的实验强度图形,极化校正后的实验强度图形,实验与理论的ＳｉＳ曲线,实验与理论径向分布函数曲线。研究结果表明,溶液中的Ｍｇ2 离子周围存在两个水合层,其中第二水合层中的水分子通过氢键与第一水合… 相似文献
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盐生植物长叶红砂泌盐特性的研究 总被引：3，自引：1，他引：2
长叶红砂（Reaumuria trigyna Maxim.）为东阿拉善-西鄂尔多斯种,属我国特有,是古地中海残遗珍稀植物。通过对长叶红砂野外生存环境、泌盐结构以及泌盐特点的研究,结果显示:长叶红砂是一种具有多细胞盐腺的向外泌盐的泌盐盐生植物;长叶红砂植物体内、盐腺分泌物中盐分离子组分与生存土壤的离子组分一致,均含有Na+、K+、Ca2+、Mg2+、SO2-4和Cl-等离子,但含量差异较大,其中土壤中阳离子以Na+或以Na+和Ca2+为主,阴离子以Cl-或SO2-4为主;植物的根、茎、叶中阳离子却以K+为主,且6种离子含量的基本趋势均是:根＜茎＜叶;分泌物中Na+ 、Cl-的含量最高,其次是SO2-4;盐腺的分泌速率表现为:上午的分泌量高于下午,白昼高于夜间,这些结果说明盐腺的分泌选择性与其保持植物体内适当的盐分和养分浓度以适应野生生境有关。 相似文献
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梯度太阳能池技术在盐湖化工中是一种经济分离无机盐产品的方法，本文创新性的采用等温蒸发法，模拟四元体系(LiCl + NaCl + Li2SO4 + Na2SO4 + H2O)在75℃等温蒸发相平衡，指导太阳池深池积温分离提取锂盐产品。实验测定了溶解度和溶液密度、pH值等物化性质，并绘制了干盐相图、水图和物化性质组成图。在该四元体系干盐相图中包含3个四元共饱点，7条单变量蒸发曲线和5个结晶区，分别为NaCl，Na2SO4，复盐Li2SO4·Na2SO4，Li2SO4·H2O和LiCl·H2O。采用 Pitzer模型和改进的HMW公式，拟合出该四元体系在75℃时的Pitzer单盐参数、混合离子作用参数和平衡固相的热力学平衡常数，并计算给该四元体系的相图，计算相图和实验相图有较大区别。等温蒸发相图能真实的反应盐湖中盐类沉积规律，并对指导太阳池分离盐类具有重要指导意义。 相似文献
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以0.004~0.80 mol.L-1的Na2SO4溶液为交换介质,测定了层状复合氢氧化物(LDH)[Mg4.7Al(OH)11.4]Cl0.96(OH)0.04.7.9H2O在超声条件下的离子交换容量和交换平衡常数。结果显示层间Cl-离子的最大交换容量为1.497 mmol.g-1,OH-离子的最大交换容量为0.026 8 mmol.g-1,交换平衡常数pK值为3.65;固相的XRD、IR及BET-N2表征显示交换反应后SO42-的Td对称性降低,LDH的晶胞参数c和通道高度h增大,结晶度下降,微晶的层间吸附活性降低,微孔吸附容量减小。 相似文献
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Cs+水合结构的密度泛函理论计算研究 总被引：1，自引：1，他引：0
基于密度泛函理论在ωB97XD/gen def2-tzvp基组水平上对[Cs(H_2O)n]~+(n=1～15)水合团簇结构的振动光谱进行了研究。研究表明,随着水分子数的增加,在气相和液相中,八配位的Cs~+水合团簇是最稳定的;随着水分子数的增加,Cs-O键长增大,Cs~+上的电荷密度减小。当水分子数大于11时,Cs-O键长和Cs~+上的电荷密度变化很小。O(H_2O)-O(H_2O)距离、∠O(H_2O)-Cs-O(H_2O)°统计结果表明,15个水分子足以形成Cs~+的近似饱和水合层。此外,红外光谱显示[Cs(H_2O)n]~+水合团簇中O-H伸缩振动随着水分子数的增加而发生变化,由此可以作为鉴别水合层位置的一种参考方法。 相似文献
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珠江三角洲滨海小流域离子化学特征及来源分析 总被引：1，自引：0，他引：1
在分析中山大学滨海小流域水循环综合试验基地内雨水、河水和地下水离子组分的基础上,讨论了该小流域内水体离子化学组分的特征及来源。结果显示:①河水中TDS变化范围为28.97～44.64 mg/l,平均值为33.90 mg/l;在离子化学组成中,阳离子以Na++K+为主,阴离子以Cl-和HCO3-为主;雨水中TDS的变化范围为0.88～26.07 mg/l,平均值为8.42 mg/l,离子含量变化幅度较大;地下水TDS变化范围为39.49～113.16 mg/l,均值为58.11 mg/l,约为流域河水的2倍,雨水的7倍;②海盐沉降中Ca2+、Mg2+、Na+、K+、SO42-的贡献率:雨季分别为6%、60%、47%、2%和15%,旱季分别为3%、41%、54%、2%、9%;③硅酸盐风化中,雨季:(Ca/Na)sil=0.31,(Mg/K)sil=0.21;旱季:(Ca/Na)sil=0.36,(Mg/K)sil=0.27;CO2消耗率为12.4 t/(km2.a);④河水中的NO3-和(SO42-)res主要来源于大气酸沉降,且具有旱季含量低、雨季含量高的特点;⑤R1潜水井受到一定程度的NO3-污染,NO3-的... 相似文献
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基于密度泛函理论,采用ωB97XD方法和6-311++G(d,p)基组,系统研究了[K(H2O)n]+,[NO3(H2O)n]-和KNO3(H2O)n水合团簇的结构和性质;并结合经典分子动力学、OPLS-AA全原子力场以及SPC/E水模型模拟了不同水盐比(WSR) KNO3溶液,目的在于深入理解KNO3溶液中K+和 NO-3的微观水合结构,以及K+-NO-3离子间缔合作用特征。研究发现,对于KNO3(H2O)n (n=6,8,10和12)水合团簇,K+第一水合层稳定结构为四、五和六水合结构,其中五水合结构最稳定。K+和NO-3主要以溶剂共享离子对形式存在。随着团簇尺寸减小,直接接触离子对(CIP)物种出现。同时,分子动力学模拟证实KNO3溶液中形成了直接接触K+-NO-3离子对,且随着溶液浓度增加,CIP物种形成需越过更大能垒。以上结果表明在KNO3稀溶液中主要存在物种为水合K+和NO-3,随浓度增大,单齿直接接触离子对(MCIP)逐渐出现。在高浓溶液或过饱和溶液中,K+-NO-3离子缔合主要以单齿CIP和少量双齿CIP结构存在。 相似文献