Моделирование микроструктуры водных растворов простых электролитов в широком интервале температуры

• Автор: Егоров, Андрей Викторович
• Шифр специальности: 01.04.14
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2000
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 131 с. : ил.

Оглавление
Введение
Глава 1. Краткая характеристика методов исследования микроструктуры водных растворов простых электролитов
Глава 2. Методика исследования
§ 2.1. Метод молекулярной динамики
§ 2.2. Метод ядерной магнитной релаксации
§ 2.3. Объекты исследования
Глава 3. Модельные представления, описывающие молекулы воды
§3.1. Выбор моделей молекулы воды
§3.2. Моделирование влияния изменений температуры на микроструктуру и свойства модельной воды
3.2.1. Влияние изменений температуры на самодиффузию модельной воды
3.2.2. Влияние изменений температуры на микроструктуру модельной воды
3.2.3. Влияние изменений температуры на величину давления
в модельной системе
3.2.4. Моделирование фазовых переходов в воде
§ 3.3. Выводы
Глава 4. Модельные потенциалы, описывающие взаимодействие ионов друг с другом и с молекулами воды
§4.1. Предварительные замечания
§ 4.2. Моделирование водного раствора хлорида лития
4.2.1. Влияние изменений параметра а на величину координационных чисел ионов в модельном растворе
4.2.2. Влияние изменений параметра е на величину координационных чисел ионов в модельном растворе
§ 4.3. Выводы
Глава 5. Влияние изменений температуры на микроструктуру и свойства водных растворов простых электролитов на примере катионов лития и натрия, и аниона хлора
§5.1. Анализ микроструктуры растворов с использованием SPC модели молекулы воды
§ 5.2. Анализ микроструктуры растворов с использованием ST2 модели молекулы воды
5.2.1. Микроструктура гидратных оболочек катиона лития
5.2.2. Коэффициенты самодиффузии ионов в водном растворе хлорида лития
5.2.3. Микроструктура гидратных оболочек катиона натрия
5.2.4. Микроструктура гидратных оболочек аниона хлора ... 85 § 5.3. Выводы
Глава 6. Исследование микроструктуры водных растворов, содержащих многоатомные ионы, на примере

сульфат-аниона
Заключение
Список литературы

внимание уделялось качеству описания именно структурных характеристик и влияния на них температуры.
§ 3.1. ВЫБОР МОДЕЛЕЙ МОЛЕКУЛЫ ВОДЫ
В моделировании вид потенциалов взаимодействия определяется, исходя из модельных представлений о структуре молекулы воды, которая рассматривается как набор определенного количества связанных силовых центров (кулоновских, дипольных, леннард-джонсовских и др.). Существует несколько вариантов классификации моделей воды: по числу силовых центров (одна-, трех-, четырех-, пяти- и семицентровые), по методу разработки (квантово-механические и экспериментальные) и др. Однако в данном случае наиболее удобна следующая классификация:
1) жесткие (rigid) модели, в которых молекула воды представляет собой структуру с фиксированной геометрией и величинами зарядов;
2). гибкие (flexible) модели, в которых допускаются внутримолекулярные колебательные движения силовых центров;
3) поляризуемые (polarizable) модели. В этом случае геометрия молекулы и величины электрических зарядов могут менятся под воздействием электрических полей, создаваемых соседними частицами;
4) гибкие поляризуемые модели, представляющие собой комбинацию второго и третьего типов.
В Таблицах 3.1-3.3 собраны результаты моделирования микроструктуры и свойств воды при температурах близких к комнатной, полученные с использованием различных моделей. В таблицах приведены значения величин дипольного момента изолированной молекулы то, дипольного момента в жидкой фазе т, квадрупольного момента Qxx, Qyy, Qzz, плотности р, потенциальной энергии U, теплоемкости при постоянном объеме с„, давления Р, диэлектрической постоянной б и коэффициента самодиффузии D модельной воды, а также характерных точек функции радиального распределения кислород-кислород.