第一原理分子動力学計算による3価および4価アクチノイドイオンの水和構造解明

使用第一原理分子动力学计算阐明三价和四价锕系离子的水合结构

• 批准号: 14780403
• 负责人: 津島 悟
• 金额: $ 1.28万
• 依托单位: Nagoya University (2003)The University of Tokyo (2002)
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 财政年份: 2002
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2002 至 2003
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-14780403/
• 关键词: アクチノイド; 分子動力学計算; 4価; トリウム; 分子動力学法; 第一原理

第一原理計算により求めた4価アクチノイドイオンのポテンシャルを用いて、分子動力学計算を行った。MD計算にはAMBER6.0プログラムを用いた。[Th(H_2O)_9]^<4+>と[Th(H_2O)_<10>]^<4+>の電荷の計算にはESP法を用いた。Thと第一水和圏の水分子のHのLJパラメータは0とし、第一水和圏の水分子のOのLJパラメータはR_<o_I>^*=2.0Åandε_<o_I>=0.08kcal/molとした。MD計算の際に、溶質(ここでは[Th(H_2O)_9]^<4+>か[Th(H_2O)_<10>]^<4+>)の位置を固定しておこなった。周期境界条件を用い、0.2フェムト秒きざみで1atmの条件で1500ピコ秒のMDシミュレーションを行った。[Th(H_2O)_9]^<4+>では、Cl^-濃度が0.39Mから4.57Mにあがると、配位するCl^-の数が0.0から5.6にと増加し、また配位するOの数も15.7へと減少する。[Th(H_2O)_<10>]^<4+>では、Cl^-濃度が0.32Mから5.00Mにあがると、配位するCl^-の数が0.0から3.9にと増加し、また配位するOの数も16.7へと減少する。このことから、Cl^-濃度が高くなると、Cl^-分子が水分子と置き換わり、しかし全体の配位数はほぼ変わらないものと考えられる。第二水和圏の配位数は19〜21の値を取るものと考えられる。温度の効果についても調べた。50℃および75℃について、シミュレーションを行った。その結果、温度が上昇すると、配位数が減少する傾向が明確に見られた。さらには、温度が高い条件では、Cl-濃度が低いうちでもCl-が第二水和圏に入り込むことが明らかにされた。

First principles calculations, molecular dynamics calculations MD calculation is AMBER6.0. [Th(H[Th(H_2O)_9]^&lt;4 +&gt; and [Th(H_2O)_9<10>]^&lt;4+&gt;. The water molecules of the first water and the second water molecules of the first water and the third water molecules of the first water and the third water molecules of the first water molecules of the first water <o_I>and the third water molecules of the first water molecules of the first water molecules <o_I>of When MD is calculated, the position of solute ([Th(H_2O)_9]^&lt;4+&gt;[Th(H_2O)_<10>]^&lt;4+&gt;) is fixed. The periodic boundary condition is 0.2 ° C, 1 ° C, and the MD condition is 1500 ° C. [Th(H The concentration of Cl^-increased from 0.39M to 4.57M, and the number of coordinated Cl^-increased from 0.0 to 5.6, and the number of coordinated O decreased from 15.7 to 15.7. [Th(H The <10>concentration of Cl^-increased from 0.32M to 5.00M, the number of coordinated Cl^-increased from 0.0 to 3.9, and the number of coordinated O decreased from 16.7. The concentration of Cl ^-is high, Cl^-molecule is high, Cl^-molecule is high, Cl ^- The coordination number of the second water coordination ring is 19 ~ 21. Temperature and effect are regulated. The temperature ranges from 50℃ to 75℃, and the temperature is constant. As a result, the temperature increases and the coordination number decreases. The temperature is high, the Cl-concentration is low, the Cl-concentration is low, the Cl-concentration is high, the Cl-concentration is low, and the Cl-concentration is high.

项目成果

楊天笑, 津島悟, 鈴木篤之: "Chloride Concentrating and Temperature Effects on the Hydration of Th(IV) Ion"Chemical Physics Letters. 360. 534-542 (2002)

杨天洲、津岛悟、铃木厚幸：“氯化物浓缩和温度对 Th(IV) 离子水合的影响”化学物理快报 360. 534-542 (2002)

Tianxiao Yang, Satoru Tsushima, Atsuyuki Suzuki: "Chloride Concentration and Temperature Effect on the Hydration of Th(IV) Ion Molecular Dynamics Study"Chemical Physics Letters. 360. 534-542 (2002)

天晓阳、Satoru Tsushima、Atsuyuki Suzuki：“氯化物浓度和温度对Th(IV)离子水合分子动力学研究”化学物理快报。