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镧系氯化盐的水合作用:量子化学和经典分子动力学模拟研究。

Hydration of lanthanide chloride salts: a quantum chemical and classical molecular dynamics simulation study.

机构信息

Department of Physical Chemistry, University of Geneva, 30 Quai Ernest Ansermet, CH-1211 Geneva, Switzerland.

出版信息

J Phys Chem B. 2010 Dec 2;114(47):15590-7. doi: 10.1021/jp105590h. Epub 2010 Nov 5.

DOI:10.1021/jp105590h
PMID:21053931
Abstract

We present the results of a quantum chemical and classical molecular dynamics simulation study of some solutions containing chloride salts of La(3+), Gd(3+), and Er(3+) at various concentrations (from 0.05 to 5 M), with the purpose of understanding their structure and dynamics and analyzing how the coordination varies along the lanthanide series. In the La-Cl case, nine water molecules surround the central La(3+) cation in the first solvation shell, and chloride is present only in the second shell for all solutions but the most concentrated one (5 M). In the Gd(3+) case, the coordination number is ∼8.6 for the two lowest concentrations (0.05 and 0.1 M), and then it decreases rapidly. In the Er(3+) case, the coordination number is 7.4 for the two lowest concentrations (0.05 and 0.1 M), and then it decreases. The counterion Cl(-) is not present in the first solvation shell in the La(3+) case for most of the solutions, but it becomes progressively closer to the central cation in the Gd(3+) and Er(3+) cases, even at low concentrations.

摘要

我们呈现了一项量子化学和经典分子动力学模拟研究的结果,该研究涉及含有 La(3+)、Gd(3+) 和 Er(3+) 氯化盐的一些溶液,浓度范围从 0.05 到 5 M,旨在了解它们的结构和动力学,并分析配位如何沿镧系元素系列变化。在 La-Cl 情况下,在第一个溶剂化壳中,有九个水分子围绕着中心 La(3+)阳离子,而在所有溶液中(除了最浓的一种(5 M)之外),只有氯离子存在于第二个壳层中。在 Gd(3+)情况下,对于两个最低浓度(0.05 和 0.1 M),配位数约为 8.6,然后迅速下降。在 Er(3+)情况下,对于两个最低浓度(0.05 和 0.1 M),配位数为 7.4,然后下降。在大多数溶液中,La(3+)情况下的反离子 Cl(-)不存在于第一个溶剂化壳层中,但在 Gd(3+)和 Er(3+)情况下,它逐渐靠近中心阳离子,即使在低浓度下也是如此。

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