Size dependence of the ion pairing preferences investigated by free energy calculations

配对 范德瓦尔斯力 离子 化学 化学物理 水溶液 航程(航空) 原子物理学 分子 物理 材料科学 凝聚态物理 物理化学 超导电性 有机化学 复合材料
作者
Dan Pan,Rui Li,Xiao Yang,Xiaoning Yang,Zhijun Xu
出处
期刊:Journal of Chemical Physics [American Institute of Physics]
卷期号:162 (6) 被引量:1
标识
DOI:10.1063/5.0248154
摘要

We calculate pairing free energies for a series of model monovalent ion pairs with equal sizes spanning a large radius range in the aqueous solution. Thermodynamic analysis reveals that the ion pairing strength displays an initial decrease in a nearly linear fashion followed by a significant enhancement at a relatively slower rate as the ion size gradually increases, resulting in the weakest pairing preference for ions with intermediate size. The free energy decomposition illustrates that the ion pairing is jointly governed by a delicate balance of the favorable ion-ion interaction term and the repulsive solvent-induced contribution, with their compensation leading to a small pairing free energy. The dependence of this substantial compensation on the ion size actually dominates the ion pairing strength and the magnitude of the free energy, which accounts for the occurrence of the less association between the intermediate-size ions. Estimation of van der Waals and electrostatic free energies highlights the importance of attractive dispersion forces in determining the shape of the potential of mean force, specifically for large ions with less favorable interaction with water molecules than the water-water interactions. In addition, the effect of varying the cation size on the decreased pairing preference surpasses that of altering the anion size. Our study significantly enhances our understanding of the empirical rule of matching ion size for predicting ion pairing preferences in aqueous solutions.
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
风秋杨发布了新的文献求助10
刚刚
捉闰土的猹完成签到,获得积分10
3秒前
yuziiii发布了新的文献求助100
5秒前
6秒前
6秒前
6秒前
庾北瑶完成签到,获得积分10
7秒前
轻松的采枫完成签到,获得积分20
8秒前
9秒前
ZHEN发布了新的文献求助10
10秒前
12秒前
科研通AI6.2应助sirhai采纳,获得10
12秒前
yuxiben发布了新的文献求助10
13秒前
jianpo完成签到,获得积分10
14秒前
14秒前
在水一方应助田培栋采纳,获得10
15秒前
路灯下的小伙完成签到,获得积分10
16秒前
科目三应助木木彡采纳,获得10
17秒前
沉静镜子完成签到,获得积分10
17秒前
葡萄小伊ovo完成签到 ,获得积分10
17秒前
MMMMMa发布了新的文献求助10
17秒前
18秒前
郑一鸣完成签到,获得积分10
18秒前
19秒前
19秒前
19秒前
李健应助犹豫的大碗采纳,获得10
20秒前
爆米花应助舒心的柏柳采纳,获得10
20秒前
ding应助框框的夲菌采纳,获得10
20秒前
21秒前
ZHEN发布了新的文献求助10
22秒前
科研通AI6.4应助苹果大王采纳,获得10
22秒前
打打应助张志辉采纳,获得10
22秒前
田培栋完成签到,获得积分10
23秒前
24秒前
和谐煜祺发布了新的文献求助10
24秒前
不倦发布了新的文献求助10
24秒前
25秒前
cy完成签到 ,获得积分10
25秒前
BP2025完成签到,获得积分20
26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
Principles of town planning: translating concepts to applications 1000
Management and the Arts 510
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition Second Edition 510
核安全综合知识2024版 500
Photothermal Science and Techniques 500
Essentials of Carbohydrate Chemistry and Biochemistry, 4th Edition 500
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 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7717641
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9272035
关于积分的说明 20089276
捐赠科研通 7293875
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3299140
关于科研通互助平台的介绍 2453167
邀请新用户注册赠送积分活动 2306484