在溶剂体系下是否要考虑阳离子的水合效应？

ReviewReview · 发表于 Post on 2022-6-13 09:44:10

Lu老师和各位小伙伴们：
   你们好！
   Na+/Mg2+/Ca2+在水中需要把它们考虑成水合离子吗？通过看文献，我发现有的文献考虑成水合离子，有的文献没有考虑水合效应直接就是裸Na+/Mg2+/Ca2+(这个文献还是我们水处理领域的龙头老大Water Research期刊)。所以我现在就是来到了一个十字路口，想听听你们的声音。
   谢谢！

chands · 发表于 Post on 2022-6-13 10:21:21

要。原因是这些小离子与水分子的相互作用太强，溶剂模型不好处理。要用显式-隐式溶剂模型处理。即将这些小离子包上几个水分子（“考虑成水合离子”），再加隐式溶剂模型。
谈谈隐式溶剂模型下溶解自由能和体系自由能的计算 http://sobereva.com/327
注意看（8）关于单原子离子的溶剂自由能计算

ReviewReview · 发表于 Post on 2022-6-13 10:33:10

chands 发表于 2022-6-13 10:21
要。原因是这些小离子与水分子的相互作用太强，溶剂模型不好处理。要用显式-隐式溶剂模型处理。即将这些小 ...

哦哦谢谢老师。我计算的是Na+/Mg2+/Ca2+存在下A和B的吸附能，也要考虑离子的水合效应吗？

chands · 发表于 Post on 2022-6-13 13:29:24

ReviewReview 发表于 2022-6-13 10:33
哦哦谢谢老师。我计算的是Na+/Mg2+/Ca2+存在下A和B的吸附能，也要考虑离子的水合效应吗？

一般这种小离子在溶液中反应，都要考虑水合离子。不知你的体系中离子如何影响吸附，是离子与某个反应物结合后再吸附吗？

ReviewReview · 发表于 Post on 2022-6-13 21:41:13

chands 发表于 2022-6-13 13:29
一般这种小离子在溶液中反应，都要考虑水合离子。不知你的体系中离子如何影响吸附，是离子与某个反应物结 ...

是的老师，我是先比较阳离子-A结合物的吸附自由能和阳离子-B结合物的吸附自由能，看哪个结合物在热力学上稳定，假如阳离子-A结合物在热力学上稳定那么就选择阳离子-A结合物作为一个整体再去与B附，然后用阳离子-A-B整体的单点能减去阳离子-A结合物的单点能再减去B的单点能，最后得出的差值就是Ca2+存在下A和B的吸附能。
现在依您的判断，是不是还是得考虑溶液中阳离子的水合效应？

chands · 发表于 Post on 2022-6-13 21:59:08

ReviewReview 发表于 2022-6-13 21:41
是的老师，我是先比较阳离子-A结合物的吸附自由能和阳离子-B结合物的吸附自由能，看哪个结合物在热力学上 ...

如果你的阳离子-A结合物足够大，并且能够把电荷分散开来，只用隐式溶剂模型也可以，不过一般误差会比电中性分子大，你要误差小一点，就加几个水分子再用隐式溶剂模型。

ReviewReview · 发表于 Post on 2022-6-13 22:43:35

本帖最后由 ReviewReview 于 2022-6-13 22:44 编辑

chands 发表于 2022-6-13 21:59
如果你的阳离子-A结合物足够大，并且能够把电荷分散开来，只用隐式溶剂模型也可以，不过一般误差会比电中 ...

哦哦谢谢老师。我的A是6个单元的PVDF分子，其实也算大了吧？不过按您的意思，我为了追求更小的误差决定考虑离子的水合效应。对于Ca2+我看文献里用的是6水合Ca2+；对于Na+我没看到相关文献。请问怎么知道某个阳离子会结合几个水分子呢？

chands · 发表于 Post on 2022-6-14 09:22:11

本帖最后由 chands 于 2022-6-14 09:30 编辑

ReviewReview 发表于 2022-6-13 22:43
哦哦谢谢老师。我的A是6个单元的PVDF分子，其实也算大了吧？不过按您的意思，我为了追求更小的误差决定考 ...

一般认为Na+的第一溶剂化层有5个水分子，查文献用关键词Na+ solvation。还有Na+，Ca2+的溶解自由能的数据我记得文献里是有的，可以直接用。

ReviewReview · 发表于 Post on 2022-6-14 09:28:03

chands 发表于 2022-6-14 09:22
一般认为Na+的第一溶剂化层有5个水分子，查文献用关键词Na+ solvation。Na+，Ca2+溶解自由能的数据我记得 ...

哦哦，不好意思啊老师，记住啦，我这就自己去查。

ReviewReview · 发表于 Post on 2022-6-14 18:08:19

本帖最后由 ReviewReview 于 2022-6-14 18:11 编辑

chands 发表于 2022-6-14 09:22
一般认为Na+的第一溶剂化层有5个水分子，查文献用关键词Na+ solvation。还有Na+，Ca2+的溶解自由能的数据 ...

老师，我刚刚查了7篇关于Na+水合数的文献（均放在了附件里供您查阅）；其中有2篇文献的Na+第一溶剂层水合数是5.2，有1篇文献的Na+第一溶剂层水合数为5.5，有2篇文献的Na+第一溶剂层水合数是6，有1篇文献的Na+第一溶剂层水合数是8，有1篇文献说当H2O总数为1-12时Na+第一溶剂层水合数为4当H2O总数为13-20时Na+第一溶剂层水合数为6。这个就有些纠结了，我该选5还是6呢？由于我查的四篇关于Ca2+水合数的文献，四篇文献中的Ca2+水合数都是6。我就在想为了保持统一，我的Na+水合数能不能就选个6？

chands · 发表于 Post on 2022-6-14 18:40:27

ReviewReview 发表于 2022-6-14 18:08
老师，我刚刚查了7篇关于Na+水合数的文献（均放在了附件里供您查阅）；其中有2篇文献的Na+第一溶剂层水合 ...

不会影响太大，你会发现，加第一个水影响很大，后面的水影响就慢慢小了。

ReviewReview · 发表于 Post on 2022-6-14 18:53:06

chands 发表于 2022-6-14 18:40
不会影响太大，你会发现，加第一个水影响很大，后面的水影响就慢慢小了。

嗯嗯记住啦老师。主要得有文献依据嘛，不能按自己的主观臆想乱加，看来我给Na+加6个水合可以哈～

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[综合交流] 在溶剂体系下是否要考虑阳离子的水合效应？

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