Выявление коллективных эффектов в компьютерных моделях воды
Волошин В.П. 2, Маленков Г.Г. 1, Наберухин Ю.И. 2
1Институт физической химии и электрохимии им. А.Н. Фрумкина РАН, Москва
2Институт химической кинетики и горения СО РАН, Новосибирск
Ключевые слова: вода, самодиффузия, коллективные эффекты, компьютерное моделирование
Страницы: 1133-1138
Подраздел: СТРУКТУРА ЖИДКОСТЕЙ И РАСТВОРОВ
Аннотация
Проведено моделирование динамики системы, содержащей 3456 молекул воды в кубической ячейке с периодическими граничными условиями при температуре 297 K. Исследована зависимость от времени расстояний между атомами кислорода для многих пар молекул. Часто эти расстояния колеблются вокруг некоторого среднего значения в течение длительного (10 пс и более) времени. Эти средние значения могут быть как около 2,8 Å (водородная связь), так и значительно больше: до 12—13 Å и более. Это говорит о наличии больших групп согласованно двигающихся молекул. Проведено сравнение списков водородных связей в 50 конфигурациях, разделенных интервалом в 1 пс. Среднее время жизни водородной связи около 7 пс. Для одной из конфигураций проведена окраска сетки водородных связей по временам их жизни. Связи, живущие более 7 пс, образуют бесконечный кластер. Связи, живущие более 8 пс, объединяются в большое число конечных кластеров, включающих до нескольких сот узлов (молекул). Эти кластеры содержат небольшое число замкнутых циклов. Даже связи, живущие дольше 20 пс, объединяются в кластеры, содержащие по два-три узла (молекулы). Коэффициент самодиффузии молекул, участвующих в долгоживущих связях, возможно, несколько меньше коэффициента самодиффузии молекул, в таких связях не участвующих.
|
