Влияние коллективных эффектов на процессы селективной сольватации в системах вода-метанол-электролит : Компьютерное моделирование

• Автор: Носков, Сергей Юрьевич
• Шифр специальности: 02.00.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1999
• Место защиты: Иваново
• Количество страниц: 123 с.

Полученная информация о структуре и динамике исследованных систем представляют интерес для теории жидкого состояния. Апробация работы. Результаты работы были представлены на 6й Всероссийской конференции молодых ученых по теоретической и экспериментальной химии. Екатеринбург. Актуальные проблемы химии и химической технологии. Иваново, сентября , 8м Всероссийском семинаре по межмолекулярным взаимодействиям и конформациям молекул. Тверь, Июня, , ЕССС4 i i i4. Iii,, 1 , , XVI Менделеевском съезде по общей и прикладной химии. СанктПетербург. VII Международной конференции Проблемы сольватации и комплексообразования в растворах, г. Иваново, Июня2 Июля, , 1ой Международной школе по квантовой и теоретической химии им. В.А. Фока. Великий Новгород, Декабря, ,ом Всероссийском Чугаевском совещании по химии комплексных соединений. Иваново, июня, По теме диссертации опубликовано печатных работ, в том числе 3 статьи и 8 тезисов. Диссертационная работа содержит введение, экспериментальную часть, 4 главы, итоги работы и список цитируемой литературы из 3 наименований. II. Экспериментальная часть. Методика компьютерных расчетов. Все вычисления проводились по методу молекулярной динамики в V ансамбле при Т0 К по стандартной МД процедуре, подробно описанной в ряде работ . Использовались периодические граничные условия и сферическое обрезание области действия короткодействующих потенциалов на расстоянии равном половине длины элементарной ячейки. Для кулоновских взаимодействий применялось суммирование по Эвальду . Ячейка содержала 3 молекул растворителя в случае бинарной системы метанолвода и 0 молекул растворителя и 1,4 и 8 ионных пар для остальных систем. Объем элементарной ячейки рассчитывался по справочным значениям плотности растворов. Расчеты осуществлялись на рабочих станциях НР5 и ii 5 в Институте Химии Растворов РАН и Институте Теоретической и Неорганической Химии Университета г. Инсбрук. МД моделирования написанный на языке Фортран, для квантовохимических расчетов использовался программный пакет i. Используемые потенциалы взаимодействия. Жесткие потенциальные модели. Модель является одной из самых популярных 3х точечных моделей воды в компьютерном моделировании, благодаря своей простоте и способностью корректно описывать строение воды. Модель молекулы содержит три заряженных центра атом кислорода с точечным зарядом 0. НОН равен 9 Все взаимодействия, в которых участвуют атомы водорода, описываются как чисто кулоновские. Параметры ЛеннардДжонса для взаимодействия в модели . Дж моль, а0. Для метанола использовалась жесткая трехцентровая модель Н1. Метильная группа описывалась как один атом. Как и в случае воды все взаимодействия с участием атомов водорода принимались кулоновскими. Электростатические заряды были расположены на метильной группе С 0. О 0. Угол НОС равен 8. ОН 0. СО 0. Параметры уравнения ЛеннардДжонса еоо0. Джмоль, аоо0 нм, бсс0. Джмоль, . Джмоль, Осо0. Гибкие потенциальные модели. В качестве гибкой модели воды была выбрана потенциальная модель ВШ . Выбор модели объясняется тем, что хорошо описывает структурные и термодинамические свойства, более того это одна из немногих моделей корректно воспроизводящая спектральные свойства жидкой воды. V i, iVii Vi

где , заряды на атомах, Угрепульсивный потенциал

Межмолекулярные взаимодействия описываются моделью Стилинжера и Рахмана СР2 . Это трех точечная модель воды с парциальными зарядами на атомах кислорода 0. ОН0. НОН 4. Репульсивные взаимодействияв СР2 могут быть представлены по следующей схеме
Уг Ц 1. Р Г0Нге0цГ0Н, Р2Г0Н2Ге0Н2Г0Н2 и Рз СС аиОН НОн Гон, г0Н2 и анон длины ОН связей и угол НОН, Геон и ас равновесные длины связей ОН и равновесный угол НОН. Потенциальные константы для внутримолекулярной части потенциала ВШ приводятся в таблице 1. Таблица. В.Н кДжмоль. Р.Р2Р. Р2. Р2Р . Да 7. Да 6. Р Р Р2 Р . Да2 9. Да 9. Гибкая модель для метанола РНН основывается на тойже схеме что и ВШ для воды. Это трехточечная потенциальная модель, где метильная группа представлена как один атом, заряды на атомах С 0.