浓度对NaCl水溶液影响的分子动力学模拟

摘要

采用分子动力学(MD)模拟方法对温度为298K,浓度分别为0.87mol/L、2.2mol/L和4.1mol/L的NaCl溶液进行了研究,考察了浓度对溶液微观结构和动态性质的影响。模拟发现,浓度对离子近程水化的结构有一定的影响,随着溶液浓度的增加OO径向分布函数变化显著,高浓度时水分子周围不再有明显的第二配位圈。MD模拟得到的溶液微观构型的图像显示,Na+水化圈内的水分子以氧原子靠近阳离子,Cl-水化圈内的水分子以氢原子靠近阴离子。Na+的水化数随着溶液浓度的增加逐渐减小,Cl-的水化数随着溶液浓度的增加逐渐变大,水分子在阴离子和阳离子的水化圈内的停留时间均随着电解质浓度的增加而增加。溶液浓度的增加,加剧了离子微观反向运动的振荡,自扩散系数降低。