HCO3(-) formation from CO2 at high pH: ab initio molecular dynamics study.
HCO3(-) formation from CO2 at high pH: ab initio molecular dynamics study.
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高 pH 条件下 CO2 形成 HCO3(-)：从头算分子动力学研究。
DOI：
--
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发表时间：
2011
影响因子：
3.3
通讯作者：
A. Stirling
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
A. Stirling
本文采用从头算分子动力学方法对高ph条件下CO2在水中的溶解过程进行了模拟，采用元动力学方法模拟了CO2 + OH（-）—> HCO3（-）正向和HCO3（-）—>co2 + OH（-）反向的溶解过程。我们发现沿正方向的自由能势垒主要与水化有关，并且在起源上具有显著的熵，而反向势垒主要是焓。正向机制的主要动机是羟基离子向CO2的第一个水化球的结构扩散，它的溶解，以及与CO2在水合物腔内弯曲相一致的C-O键的形成。在逆反应中，势垒的起源是强C-O(H)键的断裂。目前的研究结果支持了碳酸氢盐形成的自由能垒与溶剂化密切相关的观点，但也提供了分子水平上的额外机制细节。
Ab initio molecular dynamics simulations have been performed to study the dissolution of CO2 in water at high pH. The CO2 + OH(-) --> HCO3(-) forward and the HCO3(-) --> CO2 + OH(-) reverse paths have been simulated by employing the metadynamics technics. We have found that the free energy barrier along the forward direction is predominantly hydration related and significantly entropic in origin, whereas the backward barrier is primarily enthalpic. The main motifs in the forward mechanism are the structural diffusion of the hydroxyl ion to the first hydration sphere of CO2, its desolvation, and the C-O bond formation in concert with the CO2 bending within the hydrate cavity. In the reverse reaction, the origin of the barrier is the rupture of the strong C-O(H) bond. The present findings support the notion that the free energy barrier of the bicarbonate formation is strongly solvation related but provide also additional mechanistic details at the molecular level.
DOI：
10.1021/jp074858n
发表时间：
2007-11
期刊：
The journal of physical chemistry. B
影响因子：
--
作者：
Courtney Stanton;I. W. Kuo;C. Mundy;T. Laino;Kendall N. Houk
通讯作者：
Courtney Stanton;I. W. Kuo;C. Mundy;T. Laino;Kendall N. Houk
影响因子：
3.3
作者：
Leung, Kevin;Nielsen, Ida M. B.;Kurtz, Ira
通讯作者：
Kurtz, Ira