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首页> 外文期刊>The Journal of Chemical Physics >Hydration properties of magnesium and calcium ions from constrained first principles molecular dynamics
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Hydration properties of magnesium and calcium ions from constrained first principles molecular dynamics

机译：受约束的第一原理分子动力学对镁和钙离子的水化性质

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We studied the solvation structures of the divalent metal cations Mg2+ and Ca2+ in ambient water by applying a Car-Parrinello-based constrained molecular dynamics method. By employing the metal-water oxygen coordination number as a reaction coordinate, we could identify distinct aqua complexes characterized by structural variations of the first coordination shell. In particular, our estimated free-energy profile clearly shows that the global minimum for Mg2+ is represented by a rather stable sixfold coordination in the octahedral arrangement, in agreement with experiments. Conversely, for Ca2+ the free-energy curve shows several shallow local minima, suggesting that the hydration structure of Ca2+ is highly variable. Implications for water exchange reactions are also discussed. (c) 2007 American Institute of Physics.
机译：我们应用基于Car-Parrinello的约束分子动力学方法研究了环境水中二价金属阳离子Mg2 +和Ca2 +的溶剂化结构。通过将金属-水的氧配位数用作反应坐标，我们可以鉴定出以第一配位壳的结构变化为特征的独特的水配合物。特别是，我们估算的自由能曲线清楚地表明，与实验相一致，Mg2 +的全球最低限度由八面体排列中相当稳定的六重配位表示。相反，对于Ca2 +，自由能曲线显示出几个浅的局部最小值，这表明Ca2 +的水合结构是高度可变的。还讨论了水交换反应的含义。 （c）2007年美国物理研究所。

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