Solvation and electronic structures of M+Ln, with M+ = Mg+ and Ca+, L = H2O, CH3OH, and NH3, and n = 1–6
Author：
Chan K W
Wu Y
Liu Z -F
Publisher：
NRC Research Press
ISSN：
1480-3291
Source：
Canadian Journal of Chemistry,
Vol.85,
Iss.10, 2007-10,
pp. : 873-884
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Abstract
The solvation clusters M+(L)n, with a singly charged alkaline earth cation Mg+ or Ca+ as the solute and with water, methanol, or ammonia as the solvent, are studied systematically in the size range n = 1–6, to compare the variations in the solvation interactions. For clusters with n ≤ 3, the energies and structural values are compared in details, with both the MP2 and B3LYP methods. For clusters with n ≥ 4, the solute–solvent and solvent–solvent interaction energies are calculated to explain the relative stability among various isomeric structures, and the contrast in both solvent and electron distribution among these cluster series. Thermal stabilities for these clusters are also examined by ab initio molecular dynamics simulations at finite temperature.Key words: solvation clusters, ab initio calculations, solute–solvent interactions, size-dependent effects.Afin de pouvoir comparer les variations dans leurs interactions de solvatation, on a effectué une étude systématique des agrégats de solvatation M+(L)n (n = 1–6) comportant, comme soluté, un cation alcalino–terreux avec une seule charge, tel le Mg+ ou le Ca+, et de l'eau, du méthanol ou de l'ammoniac comme solvant. Utilisant les méthodes MP2 et B3LYP, on a pu comparer en détails les valeurs structurales ainsi que celles des énergies pour les agrégats dans lesquels n ≤ 3. Pour les agrégats dans lesquels n ≥ 4, on a calculé les énergies d'interaction soluté–solvant et solvant–solvant afin de pouvoir expliquer la stabilité relative entre les diverses structures isomères ainsi que le contraste tant dans la distribution de solvant que la distribution électronique entre les diverses séries d'agrégats. On a aussi évalué les stabilités thermiques de ces agrégats en faisant appel à des simulations de dynamique moléculaire ab initio à la température ambiante.Mots-clés : agrégats de solvatation, calculs ab initio, interactions soluté–solvant, effets reliés à la taille.[Traduit par la Rédaction]
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