Be2+在水、甲醇和乙醇中结构性质的从头算分子动力学模拟

曾勇平 时荣 杨正华

引用本文: 曾勇平, 时荣, 杨正华. Be2+在水、甲醇和乙醇中结构性质的从头算分子动力学模拟[J]. 物理化学学报, 2013, 29(10): 2180-2186. doi: 10.3866/PKU.WHXB201307152 shu
Citation:  ZENG Yong-Ping, SHI Rong, YANG Zheng-Hua. Ab Initio Molecular Dynamics Simulations of Structural Properties of Be2+ in Water, Methanol and Ethanol[J]. Acta Physico-Chimica Sinica, 2013, 29(10): 2180-2186. doi: 10.3866/PKU.WHXB201307152 shu

Be2+在水、甲醇和乙醇中结构性质的从头算分子动力学模拟

  • 基金项目:

    国家自然科学基金(20806064) (20806064)

    江苏省自然科学基金(BK20131227)资助项目 (BK20131227)

摘要:

采用Car-Parrinello分子动力学(CPMD)方法分别研究了Be2+在水、甲醇和乙醇中的溶剂结构性质, 并对Be2+的第一溶剂壳结构的实验及理论结果进行了比较. 所得第一溶剂壳结构与已报道的实验和理论结果较为一致. 对径向分布函数、配位数以及角度分布等进行了详细的分析. 结果表明: 在水、甲醇和乙醇中, Be2+第一溶剂壳为稳定理想的四面体结构. 在本文的模拟时间尺度内,没有观察到第一溶剂壳中的分子与第二溶剂壳中的分子进行交换, 进一步证明Be2+第一溶剂壳为稳定的四配位结构. 根据计算得到的空间分布函数, Be2+在溶剂分子的等高面上主要集中分布在溶剂分子接受氢键的方向. 根据氧原子在Be2+周围的分布, 壳层分子主要集中分布在Be2+周围的四个区域, 进一步证实溶剂壳为四面体对称.

English

    1. [1]

      (1) Rempe, S. B.; Pratt, L. R.; Hummer, G.; Kress, J. D.; Martin, R.L.; Redondo, A. J. Am. Chem. Soc. 2000, 122, 966.

      (1) Rempe, S. B.; Pratt, L. R.; Hummer, G.; Kress, J. D.; Martin, R.L.; Redondo, A. J. Am. Chem. Soc. 2000, 122, 966.

    2. [2]

      (2) Liu, Y.; Wang, F. F.; Yu, C. Y.; Liu, C.; ng, L. D.; Yang, Z. Z.Acta Phys. -Chim. Sin. 2011, 27, 379. [刘燕,王芳芳,于春阳,刘翠,宫利东, 杨忠志.物理化学学报, 2011, 27,379.] doi: 10.3866/PKU.WHXB20110233(2) Liu, Y.; Wang, F. F.; Yu, C. Y.; Liu, C.; ng, L. D.; Yang, Z. Z.Acta Phys. -Chim. Sin. 2011, 27, 379. [刘燕,王芳芳,于春阳,刘翠,宫利东, 杨忠志.物理化学学报, 2011, 27,379.] doi: 10.3866/PKU.WHXB20110233

    3. [3]

      (3) Rudolph, W. W.; Fischer, D.; Irmer, G.; Pye, C. C. Dalton Transactions 2009, 33, 6513.(3) Rudolph, W. W.; Fischer, D.; Irmer, G.; Pye, C. C. Dalton Transactions 2009, 33, 6513.

    4. [4]

      (4) Lyubartsev, A. P.; Laasonen, K.; Laaksonen, A. J. Chem. Phys.2001, 114, 3120. doi: 10.1063/1.1342815(4) Lyubartsev, A. P.; Laasonen, K.; Laaksonen, A. J. Chem. Phys.2001, 114, 3120. doi: 10.1063/1.1342815

    5. [5]

      (5) Ayala, R.; Martinez, J. M.; Pappalardo, R. R.; Muňoz-Paez, A.;Marcos, E. S. J. Phys. Chem. B 2008, 112, 5416. doi: 10.1021/jp076032r(5) Ayala, R.; Martinez, J. M.; Pappalardo, R. R.; Muňoz-Paez, A.;Marcos, E. S. J. Phys. Chem. B 2008, 112, 5416. doi: 10.1021/jp076032r

    6. [6]

      (6) Jiao, D.; King, C.; Grossfield, A.; Darden, T. A.; Ren, P. J. Phys. Chem. B 2006, 110, 18553. doi: 10.1021/jp062230r(6) Jiao, D.; King, C.; Grossfield, A.; Darden, T. A.; Ren, P. J. Phys. Chem. B 2006, 110, 18553. doi: 10.1021/jp062230r

    7. [7]

      (7) Spangberg, D.; Hermansson, K. Chem. Phys. 2004, 300, 165.(7) Spangberg, D.; Hermansson, K. Chem. Phys. 2004, 300, 165.

    8. [8]

      (8) Ansell, S.; Barnes, A. C.; Mason, P. E.; Neilson, G. W.; Ramos,B. S. Biophysical Chemistry 2006, 124, 171. doi: 10.1016/j.bpc.2006.04.018(8) Ansell, S.; Barnes, A. C.; Mason, P. E.; Neilson, G. W.; Ramos,B. S. Biophysical Chemistry 2006, 124, 171. doi: 10.1016/j.bpc.2006.04.018

    9. [9]

      (9) Megyes, T.; Radnai, T.; Grósz, T.; Pálinkás, G. Journal of Molecular Liquids 2002, 101, 3. doi: 10.1016/S0167-7322(02)00098-3(9) Megyes, T.; Radnai, T.; Grósz, T.; Pálinkás, G. Journal of Molecular Liquids 2002, 101, 3. doi: 10.1016/S0167-7322(02)00098-3

    10. [10]

      (10) Faralli, C.; Pagliai, M.; Cardini, G.; Schettino, V. J. Phys. Chem. B 2006, 110, 14923.(10) Faralli, C.; Pagliai, M.; Cardini, G.; Schettino, V. J. Phys. Chem. B 2006, 110, 14923.

    11. [11]

      (11) Roux, B. Curr. Opin. Struct. Biol. 2002, 12, 182. doi: 10.1016/S0959-440X(02)00307-X(11) Roux, B. Curr. Opin. Struct. Biol. 2002, 12, 182. doi: 10.1016/S0959-440X(02)00307-X

    12. [12]

      (12) Herdman, G. J.; Salmon, P. S. J. Am. Chem. Soc. 1991, 113,2930. doi: 10.1021/ja00008a022(12) Herdman, G. J.; Salmon, P. S. J. Am. Chem. Soc. 1991, 113,2930. doi: 10.1021/ja00008a022

    13. [13]

      (13) Guillot, B.; Marteau, P.; Obriot, J. J. Chem. Phys. 1990, 93,6148. doi: 10.1063/1.458986(13) Guillot, B.; Marteau, P.; Obriot, J. J. Chem. Phys. 1990, 93,6148. doi: 10.1063/1.458986

    14. [14]

      (14) Cory, C.; Pye, W. W.; Rudolph, J. Phys. Chem. 1998, 102,9933. doi: 10.1021/jp982709m(14) Cory, C.; Pye, W. W.; Rudolph, J. Phys. Chem. 1998, 102,9933. doi: 10.1021/jp982709m

    15. [15]

      (15) Yu, X. C.; Lin, K.; Hu, N. Y.; Zhou, X. G.; Liu, S. L. Acta Phys. -Chim. Sin. 2010, 26, 2473. [余小春,林珂,胡乃银,周晓国, 刘世林.物理化学学报, 2010, 26, 2473.] doi: 10.3866/PKU.WHXB20100922(15) Yu, X. C.; Lin, K.; Hu, N. Y.; Zhou, X. G.; Liu, S. L. Acta Phys. -Chim. Sin. 2010, 26, 2473. [余小春,林珂,胡乃银,周晓国, 刘世林.物理化学学报, 2010, 26, 2473.] doi: 10.3866/PKU.WHXB20100922

    16. [16]

      (16) Omta, A. W.; Kropman, M. F.; Woutersen, S. Bakker, H. J.Science 2003, 301, 347. doi: 10.1126/science.1084801(16) Omta, A. W.; Kropman, M. F.; Woutersen, S. Bakker, H. J.Science 2003, 301, 347. doi: 10.1126/science.1084801

    17. [17]

      (17) Rode, B.; Hofer, T.; Randolf, B.; Schwenk, C.; Xenides, D.;Vchirawongkwin, V. Theor. Chem. Acc. 2006, 115, 77. doi: 10.1007/s00214-005-0049-1(17) Rode, B.; Hofer, T.; Randolf, B.; Schwenk, C.; Xenides, D.;Vchirawongkwin, V. Theor. Chem. Acc. 2006, 115, 77. doi: 10.1007/s00214-005-0049-1

    18. [18]

      (18) Yu, H. B.;Whitfield, T. W.; Harder, E.; Lamoureux, G.;Vorobyov, I.; Anisimov, V. M.; MacKerell, A. D.; Roux, B.J. Chem. Theory Comput. 2010, 6, 774. doi: 10.1021/ct900576a(18) Yu, H. B.;Whitfield, T. W.; Harder, E.; Lamoureux, G.;Vorobyov, I.; Anisimov, V. M.; MacKerell, A. D.; Roux, B.J. Chem. Theory Comput. 2010, 6, 774. doi: 10.1021/ct900576a

    19. [19]

      (19) Chowdhuri, S.; Chandra, A. J. Chem. Phys. 2006, 124,084507. doi: 10.1063/1.2172598(19) Chowdhuri, S.; Chandra, A. J. Chem. Phys. 2006, 124,084507. doi: 10.1063/1.2172598

    20. [20]

      (20) edecker, S.; Teter, M.; Hutter, J. Phys. Rev. B 1996, 54,1703. doi: 10.1103/PhysRevB.54.1703(20) edecker, S.; Teter, M.; Hutter, J. Phys. Rev. B 1996, 54,1703. doi: 10.1103/PhysRevB.54.1703

    21. [21]

      (21) Troullier, N.; Martins, J. L. Phys. Rev. B 1991, 43, 1993. doi: 10.1103/PhysRevB.43.1993(21) Troullier, N.; Martins, J. L. Phys. Rev. B 1991, 43, 1993. doi: 10.1103/PhysRevB.43.1993

    22. [22]

      (22) Kleinman, L.; Bylander, D. M. Phys. Rev. Lett. 1982, 48,1425. doi: 10.1103/PhysRevLett.48.1425(22) Kleinman, L.; Bylander, D. M. Phys. Rev. Lett. 1982, 48,1425. doi: 10.1103/PhysRevLett.48.1425

    23. [23]

      (23) Vuilleumier, R.; Sprik, M. J. Chem. Phys. 2001, 115, 3454. doi: 10.1063/1.1388901(23) Vuilleumier, R.; Sprik, M. J. Chem. Phys. 2001, 115, 3454. doi: 10.1063/1.1388901

    24. [24]

      (24) Pagliai, M.; Cardini, G.; Righini, R.; Schettino, V. J. Chem. Phys. 2003, 119, 6655. doi: 10.1063/1.1605093(24) Pagliai, M.; Cardini, G.; Righini, R.; Schettino, V. J. Chem. Phys. 2003, 119, 6655. doi: 10.1063/1.1605093

    25. [25]

      (25) Jorgensen, W. L.; Maxwell, D. S.; Tirado-Rives, J. J. Am. Chem. Soc. 1996, 118, 11225. doi: 10.1021/ja9621760(25) Jorgensen, W. L.; Maxwell, D. S.; Tirado-Rives, J. J. Am. Chem. Soc. 1996, 118, 11225. doi: 10.1021/ja9621760

    26. [26]

      (26) Kaminski, G.; Friesner, R. A.; Tirado-Rives, J.; Jorgensen, W. L.J. Phys. Chem. B 2001, 105, 6474. doi: 10.1021/jp003919d(26) Kaminski, G.; Friesner, R. A.; Tirado-Rives, J.; Jorgensen, W. L.J. Phys. Chem. B 2001, 105, 6474. doi: 10.1021/jp003919d

    27. [27]

      (27) Zeng, Y. P.; Zhu, X. M.; Yang, Z. H. Acta Phys. -Chim. Sin.2011, 27, 2779. [曾勇平, 朱小敏, 杨正华.物理化学学报,2011, 27, 2779.] doi: 10.3866/PKU.WHXB20112779(27) Zeng, Y. P.; Zhu, X. M.; Yang, Z. H. Acta Phys. -Chim. Sin.2011, 27, 2779. [曾勇平, 朱小敏, 杨正华.物理化学学报,2011, 27, 2779.] doi: 10.3866/PKU.WHXB20112779

    28. [28]

      (28) Yamaguchi, T.; Ohtaki, H.; Spohr, E.; Palinkas, G.; Heinzinger,K.; Probst, M. M. Zeitschrift Fur Naturforschung Section A-A Journal of Physical Sciences 1986, 41, 1175.(28) Yamaguchi, T.; Ohtaki, H.; Spohr, E.; Palinkas, G.; Heinzinger,K.; Probst, M. M. Zeitschrift Fur Naturforschung Section A-A Journal of Physical Sciences 1986, 41, 1175.

    29. [29]

      (29) Divjakovic, V.; Endenharter, A.; Nowacki, W.; Ribar, B. Z. Kristallogr. 1976, 144, 314. doi: 10.1524/zkri.1976.144.1-6.314(29) Divjakovic, V.; Endenharter, A.; Nowacki, W.; Ribar, B. Z. Kristallogr. 1976, 144, 314. doi: 10.1524/zkri.1976.144.1-6.314

    30. [30]

      (30) Akitt, J. W.; Duncan, R. H. J. Chem. Soc. Faraday Trans. 1980,76, 2212. doi: 10.1039/f19807602212(30) Akitt, J. W.; Duncan, R. H. J. Chem. Soc. Faraday Trans. 1980,76, 2212. doi: 10.1039/f19807602212

    31. [31]

      (31) Gnanakaran, S.; Scott, B.; McCleskey, T. M.; Garcia, A. E.J. Phys. Chem. B 2008, 112, 2958. doi: 10.1021/jp076001w(31) Gnanakaran, S.; Scott, B.; McCleskey, T. M.; Garcia, A. E.J. Phys. Chem. B 2008, 112, 2958. doi: 10.1021/jp076001w

    32. [32]

      (32) Marx, D.; Sprik, M.; Parrinello, M. Chem. Phys. Lett. 1997,273, 360. doi: 10.1016/S0009-2614(97)00618-0(32) Marx, D.; Sprik, M.; Parrinello, M. Chem. Phys. Lett. 1997,273, 360. doi: 10.1016/S0009-2614(97)00618-0

    33. [33]

      (33) Yang, Z.; Li, X. J. Chem. Phys. 2005, 123, 094507. doi: 10.1063/1.2000245

      (33) Yang, Z.; Li, X. J. Chem. Phys. 2005, 123, 094507. doi: 10.1063/1.2000245

  • 加载中
计量
  • PDF下载量:  642
  • 文章访问数:  1060
  • HTML全文浏览量:  2
文章相关
  • 发布日期:  2013-09-26
  • 收稿日期:  2013-05-22
  • 网络出版日期:  2013-07-15
通讯作者: 陈斌, bchen63@163.com
  • 1. 

    沈阳化工大学材料科学与工程学院 沈阳 110142

  1. 本站搜索
  2. 百度学术搜索
  3. 万方数据库搜索
  4. CNKI搜索

/

返回文章