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)
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
我刚上小学完成签到,获得积分10
刚刚
sfsfes完成签到 ,获得积分10
2秒前
6秒前
8秒前
Devin完成签到 ,获得积分10
9秒前
10秒前
阿泽发布了新的文献求助10
13秒前
波里舞完成签到 ,获得积分10
14秒前
oboy应助淡定的半鬼采纳,获得10
14秒前
岁月轮回发布了新的文献求助10
15秒前
15秒前
rio完成签到 ,获得积分10
16秒前
21秒前
22秒前
22秒前
24秒前
25秒前
宋老师发布了新的文献求助50
26秒前
26秒前
小铁匠发布了新的文献求助10
27秒前
27秒前
jun完成签到 ,获得积分10
28秒前
28秒前
林先生完成签到,获得积分10
29秒前
chkskw发布了新的文献求助10
29秒前
CodeCraft应助要减肥的尔安采纳,获得10
30秒前
31秒前
33秒前
潘潘发布了新的文献求助10
34秒前
36秒前
Azyyyy发布了新的文献求助10
37秒前
38秒前
yuani111完成签到,获得积分10
39秒前
chen同学完成签到 ,获得积分10
40秒前
42秒前
43秒前
43秒前
科研通AI2S应助沐风采纳,获得20
45秒前
没所谓完成签到,获得积分20
47秒前
岁月轮回发布了新的文献求助10
48秒前
高分求助中
【此为提示信息,请勿应助】请按要求发布求助,避免被关 20000
Encyclopedia of Geology (2nd Edition) 2000
Maneuvering of a Damaged Navy Combatant 650
Периодизация спортивной тренировки. Общая теория и её практическое применение 310
Mixing the elements of mass customisation 300
the MD Anderson Surgical Oncology Manual, Seventh Edition 300
Nucleophilic substitution in azasydnone-modified dinitroanisoles 300
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 物理 生物化学 纳米技术 计算机科学 化学工程 内科学 复合材料 物理化学 电极 遗传学 量子力学 基因 冶金 催化作用
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3779966
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3325374
关于积分的说明 10222718
捐赠科研通 3040551
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1668879
邀请新用户注册赠送积分活动 798857
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 758612