人工晶体学报

作者：白世玉, 赵兴宇, 林佳玮, 权国强, 王丽娜

单位：1.伊犁师范大学物理科学与技术学院,伊宁 835000;；2.伊犁师范大学新疆凝聚态相变与微结构实验室,伊宁 835000

关键词：溶液析晶,氯化钠水溶液,离子团簇,微观结构,分子动力学模拟,

基金：2024年度新疆凝聚态相变与微结构实验室开放课题(XJDX0912Z2408);伊犁师范大学提升学科综合实力专项项目(22XKZY27);新疆维吾尔自治区自然科学基金(2021D01C465)

为了探究无机电解质水溶液的微观结构与析出晶体之间的关系,本文对高浓度氯化钠水溶液进行了分子动力学模拟研究,并结合低浓度氯化钠水溶液及氯化钾水溶液的结果进行了讨论。离子团簇的分析结果表明电解质水溶液析出的晶体在组成和几何关系上都与溶液中的离子团簇是对应的,说明溶液能够析出的晶体的组成方式和几何结构已经存在于母相溶液之中,析出的晶体与溶液的微观结构具有对应关系。径向分布函数、离子间距和瞬态图像的结果显示,高浓度氯化钠水溶液中只存在着直接接触离子对和部分间隔离子对,分别对应于Na+-Cl-径向分布函数上的第一峰和第二峰。与低浓度氯化钠水溶液相比,直接接触离子对的比例显著提高,而部分间隔离子对的比例则大幅下降,完全间隔离子对消失,表明溶液中离子间的结合方式会随浓度发生转变;离子间结合方式的变化是导致溶液微观结构及所析出晶体结构变化的原因。溶液中水分子构成的纯水团簇和Na+与Cl-构成的离子团簇的存在,说明高浓度的氯化钠水溶液中具有自聚集效应。本文的结果将为溶液析晶与结晶过程的理解及溶液微观结构的认知提供启发。

来源：2025年第4期

《人工晶体学报》期刊编辑部

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