РАСЧЕТ ПАРЦИАЛЬНОГО МОЛЬНОГО ОБЪЕМА И ЕГО СОСТАВЛЯЮЩИХ НА МОЛЕКУЛЯРНО-ДИНАМИЧЕСКИХ МОДЕЛЯХ РАЗБАВЛЕННЫХ РАСТВОРОВ
Н.Н. Медведев1,2, В.П. Волошин1, А.В. Ким1, А.В. Аникеенко1, А. Гайгер3
1Институт химической кинетики и горения им. В.В. Воеводского СО РАН, 630090 Новосибирск, ул. Институтская, 3
nikmed@kinetics.nsc.ru
2Новосибирский государственный университет, 630090 Новосибирск, ул. Пирогова, 2
3Технический университет Дортмунда, Германия
Ключевые слова: растворы, парциальный мольный объем, собственный объем, молекулярно-динамическое моделирование, метод Вороного—Делоне
Страницы: 276-293
Аннотация
Данная статья является обзором наших недавних работ по расчету волюмометрических характеристик на компьютерных моделях разбавленных растворов. Вычисляется парциальный мольный объем (ПМО) и его составляющие для простых и сложных молекул в воде (метан, благородные газы, ПАВ, полипептиды). Обсуждаются разные методы расчета, их достоинства и недостатки. Предлагается использовать технику метода Вороного—Делоне, который позволяет определить разумную границу между растворенной молекулой и растворителем, а также выделить составляющие ПМО, относящиеся к молекуле, приграничному слою и растворителю. Отмечается, что наблюдаемое универсальное увеличение ПМО с температурой для больших молекул связано с увеличением объема пустот в приграничном слое, т.е. с "термическим объемом". При этом растворитель дает отрицательный вклад в ПМО. Напротив, для простых молекул (метан) вклад от растворителя является положительным и дает основной вклад в увеличение ПМО, что связано со специфическим изменением структуры воды вокруг сферической гидрофобной частицы за пределами приграничного слоя. Для молекулы ПАВ вклад от растворителя с ростом температуры меняет знак (с отрицательного на положительный).
|
