Elucidation of structure and dynamics in solid octafluoronaphthalene from combined NMR, diffraction, and molecular dynamics studies.
Elucidation of structure and dynamics in solid octafluoronaphthalene from combined NMR, diffraction, and molecular dynamics studies.
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通过组合核磁共振、衍射和分子动力学研究阐明固体八氟萘的结构和动力学。
DOI：
10.1021/ja910526z
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发表时间：
2010
影响因子：
15
通讯作者：
Ilott AJ
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Ilott AJ
X射线衍射(XRD)、分子动力学模拟(MD)和19 F NMR已用于研究固体八氟萘C10F8的结构和动力学。通过测量 19 F 弛豫时间作为温度的函数观察到两个不同的过程；环境温度下 T1 弛豫过程较快，相关时间为 ns 量级（拟合阿伦尼乌斯型参数 Ea= 20.6 ± 0.4 kJ mol−1 和 τ0= 8 ± 1 × 10−14s），T1ρ 弛豫过程较慢，相关时间为 μs 量级（拟合 Ea= 55.1 ± 1.3 kJ mol−1 和 τ0= 8 ± 1 × 10−14s）。 τ0= 4 ± 2 × 10−16s)。原子分子动力学揭示了涉及分子 40° 小角跳跃的更快过程，这与环境温度下材料的 X 射线衍射研究完全一致。 MD研究揭示了分子更极端旋转的存在，这使得八氟萘分子能够完全旋转。这解释了 T1ρ 结果和之前的宽线 19F NMR 研究。实验测量（NMR 和 XRD）和 MD 计算被发现具有很强的互补性和相互必要性。还讨论了为什么可以通过经典分子动力学模拟来访问微秒时间尺度的过程以及与如此大的激活势垒相关的原因。
X-ray diffraction (XRD), molecular dynamics simulations (MD), and19F NMR have been used to investigate structure and dynamics in solid octafluoronaphthalene, C10F8. Two distinct processes are observed via measurements of19F relaxation times as a function of temperature; a faster process fromT1relaxation with a correlation time of the order of ns at ambient temperature (fitting to Arrhenius-type parametersEa= 20.6 ± 0.4 kJ mol−1and τ0= 8 ± 1 × 10−14s) and a much slower process fromT1ρrelaxation with a correlation time of the order of μs (fitting toEa= 55.1 ± 1.3 kJ mol−1and τ0= 4 ± 2 × 10−16s). Atomistic molecular dynamics reveals the faster process to involve a small angle jump of 40° of the molecules, which is in perfect agreement with the X-ray diffraction study of the material at ambient temperature. The MD study reveals the existence of more extreme rotations of the molecules, which are proposed to enable the full rotation of the octafluoronaphthalene molecules. This explains both theT1ρresults and previous wide-line19F NMR studies. The experimental measurements (NMR and XRD) and the MD computations are found to be strongly complementary and mutally essential. The reasons why a process on the time scale of microseconds, and associated with such a large activation barrier, can be accessed via classical molecular dynamics simulations are also discussed.
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