离子对水溶液微观结构和动力学的影响

摘要

离子对水溶液结构和动力学性质的影响具有特异性,本文对此进行了一系列的分子模拟研究,发现一价单原子离子的溶解结构与阴离子-阳离子、离子-水和水-水之间的竞争作用有关,离子间成对趋势符合Collins规则,以水分子为桥的离子对结构是离子在水中溶解的重要方式,并具有不对称性。在Na SCN和KSCN极稀水溶液中,盐对水分子活动性影响体现为阴、阳离子效应的叠加,符合Hofmeister离子序和Jones-Dole黏度B系数的定量趋势,随着浓度增大,离子协同性和离子团簇的影响逐渐增强,浓溶液中普遍具有拖慢效应。水溶液中水分子转动与氢键交换相关,存在大角度跳跃转动和氢键对协同扩散转动两种方式,阴离子效应主要体现在对跳跃转动的影响,由阴离子与水分子间氢键强度决定,阳离子主要通过间接方式同时影响两种方式,影响程度与电荷密度有关。