RbCl和CsCl水溶液结构的X射线散射及经验势结构精修模拟（英文）

采用X射线散射法研究了Rb Cl和Cs Cl水溶液的结构,利用基于经验势的结构精修(EPSR)方法获得了溶液中的水合Cl^-、Rb^+、Cs^+、离子缔合及本体水的对径向分布函数、配位数分布及空间密度分布(3D结构)等结构信息。在水溶液中,Cl^-具有相对稳定的6水合结构,其水合距离为0.321 nm,外加阳离子对其水合作用的影响不明显。7.3±1.4个水分子与Rb^+水合,其特征水合距离为0.297 nm,8.4±1.6个水分子与Cs^+水合其水合距离为0.312 nm。Cs^+不具有第二水合层,而Rb^+表现出了更强的水合能力,具有较明显的第二水合层。Cl^-、Rb^+及Cs^+常被认为是"结构破坏"型离子。从微观角度来看这种所谓的"结构破坏"主要体现在破坏了本体水分子的第二水合层保持四面体构型的趋势。Rb Cl和Cs Cl水溶液中部分存在着Rb-Cl和Cs-Cl直接接触离子对,在1.0 mol·dm^(-3)的溶液中Rb–Cl及Cs–Cl的特征距离分别为0.324和0.336nm,溶剂分割离子对的距离则都在0.6 nm左右。相对于Cs^+,Rb^+与Cl^-离子之间表现出了更强的缔合能力。

温度对液态水结构的影响:中子及X射线散射研究

采用中子散射和X射线散射研究了液态水在298~373 K温度范围内的结构,通过偏径向分布函数(PDF)、配位数分布(CN)、角分布(ADF)及空间密度分布(SDF)等讨论了温度对液态水结构的影响。整体来看,液态水具有"不规则四面体"氢键网络的短程有序结构,该有序度可延续到第三水合层。液态水分子的第一水合层中,围绕中心水分子约有4.8个水分子,然而其中仅有约3.3个水分子与中心水分子通过氢键相键合,约1/3进入到第一水合层的水分子并未与中心水分子直接键合,也正是这些间隙水分子的存在加剧了液态水结构的复杂性。温度对液态水的有序度存在一定的影响,在298~373 K的有限温度变化范围内,温度对液态水中氢键的键长、键角分布及第一水合层SDF的影响不大。从298K升温到373K,O(W)-O(W)距离仅增加0.03?,氢键数目也仅有微小减少,温度对第二和第三水合层的影响则要显著很多。