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J-GLOBAL ID：201302248966109102   整理番号：13A0633187

水中の極性及び荷電溶質の溶媒和熱力学と熱容量

Solvation thermodynamics and heat capacity of polar and charged solutes in water

著者 (2件)： SEDLMEIER Felix (Fachbereich Physik, Freie Universitaet Berlin, 14195 Berlin, DEU) ,  NETZ Roland R. (Fachbereich Physik, Freie Universitaet Berlin, 14195 Berlin, DEU)
資料名： Journal of Chemical Physics  (Journal of Chemical Physics)
巻： 138  号： 11  ページ： 115101-115101-12  発行年： 2013年03月21日 
JST資料番号： C0275A  ISSN： 0021-9606  CODEN： JCPSA6  資料種別： 逐次刊行物 (A)
記事区分： 原著論文  発行国： アメリカ合衆国 (USA)  言語： 英語 (EN)

抄録/ポイント： 水中の極性及び荷電溶質の溶媒和熱力学及び特に溶媒和熱容量を,原子論的分子動力学シミュレーションを用いて調べた。イオン性溶質としてF^-とNa⁺イオンを考え,ネット電荷が消滅する極性分子の例としてSPC/E水分子とした。全て3つの溶質の部分電荷は広範囲でスケーリングファクタにより変化する。極性溶質の溶媒和自由エネルギーの正確な測定のために最近導入した方法を用いて,これら3種の異なる溶質の自由エネルギー,エントロピー,エンタルピー,及び熱容量を温度と部分溶質電荷の関数として測定した。Na⁺及びF^-イオンの溶媒和熱容量の和は負であり,実験的観察と一致するが,この結果は正及び負に荷電した基の間の熱容量の強い差を明らかにすることが分かった。溶媒和熱容量ΔC_pは正でNa⁺イオンを荷電すると若干増加するが,F^-イオンを荷電するとそれは低下し,イオン電荷がq=-0.3eを越えると負になる。他方,SPC/E水分子由来の全電荷中性の極性溶質の熱容量は筆者らが考えた全ての荷電スケーリングファクタでは正である。これは消滅するネット電荷をもつ広範な種類の極性溶質の熱容量は正であることを意味している。極性化学基に対する負の熱容量の一般的起因は極性基と非極性基の間の非加算的相互作用効果の欠如により生ずると見られる。この非加算性の理由は,溶媒和熱力学に顕著に影響し大きい空間的広がりにより溶媒和分子部分と基の間の非常に長い範囲の相互作用を誘起する二次溶媒和殻と関係していると見られる。(翻訳著者抄録)

シソーラス用語： *水中 ,  *極性 ,  *電荷 ,  *溶質 ,  *溶媒和 ,  *熱力学 ,  *熱容量 ,  計算機シミュレーション ,  アニオン ,  カチオン ,  ナトリウム化合物 ,  金属イオン ,  極性分子 ,  水分子 ,  スケーリング【計数】 ,  加成性 ,  相互作用
準シソーラス用語： *荷電 ,  分子動力学シミュレーション ,  フッ化物イオン ,  ナトリウムイオン ,  加算性

分類 (3件)： 電解質水溶液  (CB05020K) ,  分子化合物  (CE02000C) ,  化合物の化学熱力学(混合系)  (CB02033Z)

タイトルに関連する用語 (7件)： 水中 ,  極性 ,  荷電 ,  溶質 ,  溶媒和 ,  熱力学 ,  熱容量