的提升到水溶液的液的实际密度来调整，其中白球红球分别代表氢与氧原子，紫球绿球分别代表与图水溶液的微观结构模型径向分布函数径向分布函数图为不同浓度水溶液与分子的径向分布函数曲线及其局部放大由图可以看出，随着水溶液浓度的增大，间第峰的峰位保持不变，均为第峰的峰值由水的水溶液的第峰的峰谷逐渐抬升，当浓度为时峰谷基本消失，并随着峰谷的消失，在的水溶液出现肩峰当浓度较低时，间存在较宽的第峰，但随着浓度增大到时该峰消失，溶液模型构建参数中的分子数，溶液密度及模拟温度然后，对构建好的溶液模型进行能量优化采用牛顿法，初始设置为步能量优化曲线如图所示最后，对能量优化好的溶液结构进行动力学计算经动力学计算后可以得到模型的轨迹函数，该轨迹函数包含动力学模拟分析的数据图水溶液的能量优化曲线结果与讨论将所测得的散射数据经理论处理后，得到了不同浓度水溶液及纯水的差值对分布函数，利用分子动力学模拟对不同浓度水溶液进行了研究对比实验结果并展开讨论射线散射结果的理论分析由有关氯化钠水溶液结构的分析分析化学论文参数如表所示表不同质量分数水溶液体系中的物理参数射线散射实验射线散射测定在上海光源中心的，样品台仍为自行设计的毛细管样品台光能量选为，扫描范围，毛细管样品架不旋转，毛细管直径为，毛细管壁厚为，步长为，扫面时间为秒，狭缝宽度为分子动力学模拟利用软件对不同浓度的水溶液在室温下的分子动力学进行了模拟，获得了更详细的离子间相互作用的信息模拟过程的及分子的结构参数均由系数与实验值非常接近王纪红等人采用分子动力学模拟方法模拟了温度为下不同质量分数的溶液中离子的动力学性质发现随着浓度增加，水分子周围不再有明显的第配位圈，和配位数都减少，离子水化数水化半径也随之减小关于射线散射测定溶液结构的研究大多是依赖型以及改造的型射线散射仪相比于这些普通的射线散射仪，同步辐射射线光源具有稳定性更高方向性更强平行性更好能量更高等先天优势，可以提高数据的准确性本文以水溶液为研究对象，利用上海光源的第代同步辐射光这些为基础的分子模拟技术也得到了显著的发展现如今，分子模拟技术已被成功的运用到化工材料生物等各个领域分子动力学模拟作为分子模拟作用的重要手段之，能够获得系统的动力学和热力学信息，已成为研究溶液结构的必备手段，目前，许多学者在水溶液的研究方面已取得了定进展房春晖课题组提出了种型射线散射仪平板样品池反射法，实现了对等无机盐饱和水溶液的测定，并利用软件处理了散射数据，得到了盐溶液的加权结构函数，最终构建了溶液微观结构的模型，分析得到了离子间距及水化数等摘要利用上海光源的第代同步辐射光源测定室温下摩尔浓度分别为，随着水溶液浓度的增大，射线散射曲线的特征峰由到发生偏移运用理论对射线散射数据进行处理，得到了不同浓度水溶液及纯水的差值对分布函数，其中的峰随着浓度的增大逐渐分裂为两峰，峰位在处利用分子动力学模拟研究不同浓度的水溶液，表明的引入对水分子的氢键结构有定的破坏，当浓度大于时，这种效果尤其明显均存在两层水化层，各离子间配位数随浓度的增大而减少算机与应用化学，张凯，王峰会，赵翔水在不均匀纳米通道内自扩散性质的分子动力学研究原子与分子物理学报，周倩，袁俊生，包捷，等氯化钾溶液中离子水化的分子动力学模拟计算机与应用化学，周永全，房艳，房春晖硼酸盐水溶液结构及研究方法盐湖研究，朱发岩，房春晖，房艳等硼酸钾水溶液结构化学学报，房春晖，马培华，房艳等溶液结构的射线衍射研究化学学报，徐继香，房艳，房春晖水溶液衍射实验的数据处理及解析计算机与应用化学，李非，韩镇，李栋婵，等型射线衍射仪测定水溶液的〉其中是系统中扩散原子的数目上式中的微分近似用均方位移对时间微分的比率来代替，也就是曲线的斜率图给出了不同的溶液体系中和及和原子间的与时间的关系从图各原子离子的均方位移图可以看出，水溶液的浓度越大，均方位移值越大这方面反映出分子和阴阳离子受浓度的影响，随浓度的增大，自扩散系数降低图不同浓度下水溶液的和的均方位移曲线均方位移均方位移均方位移均方位移由表可以看出，分子的自扩散系数远大水化半径是离子水化能力的重要参数，由公式可以计算离子的水化半径其中，表示离子的水化半径，表示离子的水化数，这里认为其与配位数相同，个分子的体积，是离子的有效半径，其定义为离子对应的径向分布函数的第峰位与水的有效半径之差分子的有效半径为，根据计算出和的水化半径，列于表表不同浓度下水溶液中的离子水化半径导出到通过表中的数据可以看出，和的水化半径值分别在和随着浓度的升高，水化半径逐渐量的反映离子周围分子的分布情况，由的径向分布函数计算了氧原子的配位数曲线配位数曲线的定义式为式中表示径向分布函数，表示数密度的配位数曲线如图所示表为各浓度溶液中的配位数，由表可知，随着浓度的增大，间的配位数均逐渐降低间的配位数由水的降低到水溶液的可以看出，随着浓度的增大，配位数曲线基本上成了条直线，可见在较高浓度下，分子间的分布趋近于图不同浓度水溶液的有关氯化钠水溶液结构的分析分析化学论文结构分析试验室，周永全，房春晖，房艳等溶液微观结构的分子动力学模拟盐湖研究，王纪红，文闻，李非等氯化铵水溶液的分子动力学模拟原子与分子物理学报，王旭阳，陈帅，李非，袁俊生氯化钠水溶液结构的研究原子与分子物理学报，基金国家重点研究发展计划教育部创新团队发展计划泉州市科技计划项目河北省现代海洋化工技术协同创新中心冀教科号河北省自然科学基金河北省高等学校科学技术研究项目河北省重点研发计划项目有关氯化钠水溶液结构的分析分析化学论文和在水溶液中均存在两层水化层，且第层水化层作用较强浓度的改变对径向分布函数的影响主要体现在使第峰峰值降低，而对峰位及第峰峰值影响较小间的配位数，和的水化半径，和的扩散系数均随着浓度的升高而降低参考文献房春晖，房艳溶液结构研究发展策略浅议盐湖研究，赵亮，高金森，徐春明分子计算理论方法及在化工计算中的应用计算机与应用化学，曹斌，高金森，徐春明分子模拟技术在石油相关领域的应用化学进展，袁俊生，包捷钾钠氯离子水化现象的分子动力学模拟位基本不变在的径向分布函数中出现了两个峰，由此可知，周围除了具有在附近的第水化层外，同时还具有第水化层第峰峰值较强且峰宽较窄，可见周围的第层水化作用较强，分子排列紧密第峰峰值较低图不同浓度水溶液的径向分布函数曲线且峰较宽，可见由于与原子的距离增大，导致相互作用减弱，分子排列较松散由图可以看出，随着浓度的增大，第峰峰值由水溶液的降低到水溶液的，第峰峰值变化不大峰谷值有缓慢抬升的趋势图和分别为的自扩散系数，并且分子受浓度的影响在整个浓度区间内比要大的自扩散系数小于的，但当浓度大于时，的自扩散系数降低较快，两者的值逐渐接近，这可能是由于当者浓度较大时，在溶液中有大量的接触离子对的生成表不同浓度下水溶液的自扩散系数结论本文运用射线散射法和分子动力学模拟，共同研究了不同浓度范围内的水溶液的水化现象，得出了以下结论利用理论对散射数据进行了处理，得到了溶液的差值对分布函数由差值对分布函数分析得到水分子间峰位在处低由图可以看出，和的水化半径值在低浓度区间变化较缓而在较高浓度区间变化较大，这可能是由于水溶液浓度的增大使溶液中自由水的含量减少在浓度较高区间，几乎不存在自由水，致使离子之间对分子的竞争更加激烈，因此水化数降低较快，导致水化半径变化较大图不同浓度下水溶液中和水化半径曲线扩散系数扩散系数能够反映粒子扩散过程的动力学特性由分子动力学模拟，结合法可以求其离子和分子的自扩散系数扩散系数由下式给出ΝΝ〈间的配位数曲线无序状态，此时分子原有的氢键结构由于阴阳离子的引入被破坏的配位数由水溶液的降低到水溶液的可以看出，周围的的第水化层明显从图可以看出，随着浓度的增大，的配位数由降低到围的第水化层明显在同溶液中，周围的分子数大于周围的，可见的水化能力比强和周围的分子数远远大于分子周围原有的分布，这可能是由于静电作用大于氢键作用表不同浓度下水溶液的的配位数水化半径离子的的径向分布函数曲线由图可以看出，随着浓度的增大，两峰峰位基本不变第峰峰值由水溶液的降低到水溶液的，第峰随着浓度的增大逐渐消失峰谷值缓慢增加，当浓度为时，已经接近于可以看出，周围存在两层水化层两峰峰位受浓度的影响不大，随着浓度的增大，第峰峰值由水溶液的水溶液的，第峰峰值变化不大由两峰的峰形可以看出，周围第层水化层作用较强，分子之间排列紧密，而第层水化层由于距离的影响，相互作用较弱，分子排列松散离子配位数离子配位数能定有关氯化钠水溶液结构的分析分析化学论文及不同浓度水溶液的径向分布函数曲线及局部放大图及不同浓度水溶液的径向分布函数曲线及局部放大的径向分布函数图可以看出，的第峰位的值分别为，反映出了离子与分子间接触的选择性，这是由阴阳离子与分子氢氧原子间的静电作用决定的，分子以原子靠近，以原子靠近由图可以看出，随着水溶液浓度的增加，第峰峰值由水溶液的降低到水溶液的，第峰峰值变化不大，但仍有缓慢降低，两峰峰在定程度上会导致水面体结构的破坏图及不同浓度水溶液的径向分布函数曲线及局部放大由图中可以看出存在较明显的两个峰浓度的变化对峰位的影响不大，第峰峰位均在，为尖峰，可见由于形成的氢键，使原子间的分布较规律第峰峰位在左右，为宽峰，这是由于原子之间距离增大导致其静电作用减弱，影响到了原子间的分布随着水溶液浓度的增加，第峰峰值由水的减少到水溶液的，第峰峰值在，整体变化不大，但当水溶液的浓度大于，有略微的提升的