Proton-Transfer-Driven Water Exchange Mechanism in the Na+ Solvation Shell.
Proton-Transfer-Driven Water Exchange Mechanism in the Na+ Solvation Shell.
复制标题
Na溶剂化壳中质子转移驱动的水交换机制
DOI：
10.1021/acs.jpcb.7b01490
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发表时间：
2017
期刊：
影响因子：
--
通讯作者：
J. Behler
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
M. Hellström;J. Behler
配体交换在有机化学反应和无机化学反应中起着重要的作用。我们利用高维神经网络势的反应分子动力学模拟，证明了在碱性(高pH)溶液中Na+(AQ)周围存在一种新的水交换机制，即“质子转移途径”(PTP)。钠离子周围的第一个溶剂化(水合)壳层中的水配体只是非常弱的酸性，但如果第二个溶剂化壳层中存在氢氧化物离子，热波动会导致水配体将质子转移到邻近的OH-，导致瞬时的直接接触离子对，Na+-OH-，它只是弱结合的，很容易解离。PTP之后的水交换事件的程度取决于pH：在稀碱(AQ)溶液中，仅发生极少数交换，而在饱和NaOH(AQ)溶液中，高达三分之一的水自交换事件是由质子转移引起的。本文概述的原理和结果有望对涉及碱和碱金属阳离子的化学合成有一定的指导意义。
Ligand exchange plays an important role for organic and inorganic chemical reactions. We demonstrate the existence of a novel water exchange mechanism, the “proton transfer pathway” (PTP), around Na+(aq) in basic (high pH) solution, using reactive molecular dynamics simulations employing a high-dimensional neural network potential. An aqua ligand in the first solvation (hydration) shell around a sodium ion is only very weakly acidic, but if a hydroxide ion is present in the second solvation shell, thermal fluctuations can cause the aqua ligand to transfer a proton to the neighboring OH–, resulting in a transient direct-contact ion pair, Na+–OH–, which is only weakly bound and easily dissociates. The extent to which water exchange events follow the PTP is pH-dependent: in dilute NaOH(aq) solutions, only very few exchanges occur, whereas in saturated NaOH(aq) solutions up to a third of water self-exchange events are induced by proton transfer. The principles and results outlined here are expected to be relevant for chemical synthesis involving bases and alkali metal cations.
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影响因子：
4.4
作者：
Imberti, S;Botti, A;Soper, AK
通讯作者：
Soper, AK
DOI：
10.1021/acs.jpcb.5b00481
发表时间：
2015-05
期刊：
The journal of physical chemistry. B
影响因子：
--
作者：
Parveen Kumar;A. Kulkarni;S. Yashonath
通讯作者：
Parveen Kumar;A. Kulkarni;S. Yashonath
水交换率和水离子周围机制的过渡路径采样。
DOI：
10.1063/1.3224737
发表时间：
2009
期刊：
The Journal of chemical physics
影响因子：
--
作者：
S. Kerisit;K. Rosso
通讯作者：
K. Rosso
影响因子：
4.4
作者：
Bankura, Arindam;Carnevale, Vincenzo;Klein, Michael L.
通讯作者：
Klein, Michael L.
影响因子：
5.7
作者：
Lambry, Jean-Christophe;Stranava, Martin;Vos, Marten H.
通讯作者：
Vos, Marten H.