Proton transfer and the mobilities of the H+ and OH− ions from studies of a dissociating model for water

化学 质子 氢氧化物 离子 水溶液 离域电子 分子动力学 扩散 化学物理 无机化学 分子 氢键 物理化学 计算化学 热力学 有机化学 物理 量子力学
作者
Song Hi Lee,Jayendran C. Rasaiah
出处
期刊:Journal of Chemical Physics [American Institute of Physics]
卷期号:135 (12) 被引量:198
标识
DOI:10.1063/1.3632990
摘要

Hydrogen (H+) and hydroxide (OH−) ions in aqueous solution have anomalously large diffusion coefficients, and the mobility of the H+ ion is nearly twice that of the OH− ion. We describe molecular dynamics simulations of a dissociating model for liquid water based on scaling the interatomic potential for water developed by Ojamäe-Shavitt-Singer from ab initio studies at the MP2 level. We use the scaled model to study proton transfer that occurs in the transport of hydrogen and hydroxide ions in acidic and basic solutions containing 215 water molecules. The model supports the Eigen-Zundel-Eigen mechanism of proton transfer in acidic solutions and the transient hyper-coordination of the hydroxide ion in weakly basic solutions at room temperature. The free energy barriers for proton transport are low indicating significant proton delocalization accompanying proton transfer in acidic and basic solutions. The reorientation dynamics of the hydroxide ion suggests changes in the proportions of hyper-coordinated species with temperature. The mobilities of the hydrogen and hydroxide ions and their temperature dependence between 0 and 50 °C are in excellent agreement with experiment and the reasons for the large difference in the mobilities of the two ions are discussed. The model and methods described provide a novel approach to studies of liquid water, proton transfer, and acid-base reactions in aqueous solutions, channels, and interfaces.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
纯真的笑珊完成签到,获得积分10
1秒前
roc发布了新的文献求助10
1秒前
2秒前
2秒前
脑洞疼应助Wendy采纳,获得10
4秒前
帅哥完成签到 ,获得积分10
4秒前
4秒前
313完成签到 ,获得积分10
5秒前
耶耶完成签到,获得积分10
5秒前
6秒前
songrui643完成签到 ,获得积分10
6秒前
7秒前
abcd发布了新的文献求助10
7秒前
han发布了新的文献求助10
8秒前
rongin完成签到,获得积分10
9秒前
醉熏的蚂蚁完成签到,获得积分10
10秒前
11秒前
木木发布了新的文献求助10
11秒前
CodeCraft应助呼斯乐采纳,获得10
11秒前
Ava应助仁清采纳,获得10
11秒前
yanqi04发布了新的文献求助10
12秒前
13秒前
大模型应助Beibei采纳,获得10
14秒前
xjcy应助蔡能涛采纳,获得10
14秒前
15秒前
16秒前
深情安青应助不想睡觉采纳,获得10
17秒前
烟花应助木木采纳,获得10
18秒前
好晒发布了新的文献求助10
18秒前
科研头痛发布了新的文献求助10
21秒前
22秒前
22秒前
对方正在看文献完成签到,获得积分10
22秒前
无花果应助喜笑颜开采纳,获得10
22秒前
22秒前
23秒前
23秒前
24秒前
Edward完成签到 ,获得积分10
24秒前
酷波er应助yanqi04采纳,获得20
24秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
晶种分解过程与铝酸钠溶液混合强度关系的探讨 8888
Chemistry and Physics of Carbon Volume 18 800
The Organometallic Chemistry of the Transition Metals 800
Leading Academic-Practice Partnerships in Nursing and Healthcare: A Paradigm for Change 800
The formation of Australian attitudes towards China, 1918-1941 640
Signals, Systems, and Signal Processing 610
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 物理 内科学 复合材料 催化作用 物理化学 光电子学 电极 细胞生物学 基因 无机化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6430282
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8246304
关于积分的说明 17536491
捐赠科研通 5486542
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2895837
邀请新用户注册赠送积分活动 1872289
关于科研通互助平台的介绍 1711778