Coordination numbers of alkali metal ions in aqueous solutions

化学 溶剂化 化学物理 离子 从头算 分子 计算化学 水溶液 协调数 碱金属 分子动力学 物理化学 有机化学
作者
Sameer Varma,Susan B. Rempe
出处
期刊:Biophysical Chemistry [Elsevier BV]
卷期号:124 (3): 192-199 被引量:290
标识
DOI:10.1016/j.bpc.2006.07.002
摘要

The level of complexity with which any biological ion interaction mechanism can be investigated, whether it is a binding mechanism in proteins or a permeation mechanism in ion channels, is invariably limited by the state-of-the-art of our understanding of the characteristic properties of ion solvation. Currently, our understanding of the energetic properties of ion solvation in aqueous phase is considered adequate enough to have helped us obtain satisfactory descriptions of the role of energetics in several biological ion interaction processes. In contrast, the lack of consensus among all the experimental structural hydration data determined more than 10 years ago, particularly regarding ion hydration numbers, has limited us to nothing better than speculation regarding the roles of local spatial environments in these mechanisms. Here we revisit experimental and theoretical work applied to probe hydration numbers of three alkali metal ions, Li(+), Na(+) and K(+), and analyze them to clarify the current state-of-the-art of our understanding of their structural hydration properties. We find that with substantial improvements over the past 10 years in areas of experimental techniques, data analysis strategies, and theoretical and computational approaches for interrogating ion hydration structures, there is now growing consensus regarding the hydration numbers of these ions. We see that under physiological conditions, ab initio methods suggest that all three ions prefer strong coordination with exactly 4 water molecules, a result we find consistent with some older experimental measurements. Ab initio molecular dynamics (AIMD) simulations invariably identify additional "loosely" coordinated water molecules at the far slopes of the principle maxima of the radial distribution profiles for Na(+) and K(+) ions. We suggest that these statistical admixtures of additional oxygen atoms have resulted in the most recent experimentally determined hydration numbers of Na(+) ions to be 5 and K(+) ions to be 6.
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
更新
PDF的下载单位、IP信息已删除 (2025-6-4)

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
RXY完成签到,获得积分10
刚刚
量子星尘发布了新的文献求助10
2秒前
明明完成签到,获得积分10
3秒前
求知的周完成签到,获得积分10
3秒前
4秒前
柒柒球完成签到,获得积分10
4秒前
赵田完成签到 ,获得积分10
5秒前
5秒前
长安完成签到,获得积分10
9秒前
大橙子发布了新的文献求助10
10秒前
在水一方应助Herisland采纳,获得10
12秒前
笨笨小刺猬完成签到,获得积分10
14秒前
14秒前
科研小达人完成签到,获得积分10
17秒前
追寻凌青完成签到,获得积分10
19秒前
渡劫完成签到,获得积分10
20秒前
丫丫完成签到 ,获得积分10
20秒前
lxy发布了新的文献求助10
21秒前
bono完成签到 ,获得积分10
24秒前
DentistRui完成签到,获得积分10
24秒前
26秒前
laber应助忧伤的步美采纳,获得50
29秒前
淡淡月饼发布了新的文献求助20
30秒前
茶茶应助虞无声采纳,获得50
30秒前
大橙子发布了新的文献求助10
32秒前
wangnn完成签到,获得积分10
33秒前
xzz完成签到,获得积分10
35秒前
阿绿发布了新的文献求助10
39秒前
40秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
40秒前
manman完成签到 ,获得积分20
43秒前
太清完成签到,获得积分10
47秒前
山雀完成签到,获得积分10
49秒前
伊一完成签到,获得积分10
51秒前
哭泣笑柳发布了新的文献求助10
57秒前
琳琅发布了新的文献求助10
1分钟前
xue完成签到 ,获得积分10
1分钟前
liars完成签到 ,获得积分10
1分钟前
搞怪人雄完成签到,获得积分10
1分钟前
落后的夜阑完成签到,获得积分10
1分钟前
高分求助中
【提示信息,请勿应助】关于scihub 10000
Les Mantodea de Guyane: Insecta, Polyneoptera [The Mantids of French Guiana] 3000
徐淮辽南地区新元古代叠层石及生物地层 3000
The Mother of All Tableaux: Order, Equivalence, and Geometry in the Large-scale Structure of Optimality Theory 3000
Handbook of Industrial Diamonds.Vol2 1100
Global Eyelash Assessment scale (GEA) 1000
Picture Books with Same-sex Parented Families: Unintentional Censorship 550
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 有机化学 生物化学 物理 内科学 纳米技术 计算机科学 化学工程 复合材料 遗传学 基因 物理化学 催化作用 冶金 细胞生物学 免疫学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 4038157
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3575869
关于积分的说明 11373842
捐赠科研通 3305650
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1819255
邀请新用户注册赠送积分活动 892655
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 815022