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Theoretical Study of Small Iron–Oxyhydroxide Clusters and Formation of Ferrihydrite

机译：小铁 - 羟基氧化物簇的理论研究与Ferrihydrite的形成

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Hydrolysis of iron compounds in water leads to the formation of Fe(III) oyxhydroxide-based minerals like ferrihydrite, which act as natural scavengers of inorganic contaminants in the environment. Though studied widely, experimental identification of these oxyhydroxides remains very difficult due to their extreme reactivity. The present study theoretically investigates the formation of Fe(III) oxyhydroxides starting from a single hydrated Fe(III) ion, modeling the formation of larger clusters gradually. The structures, formation enthalpies, and free energies of dimers, trimers, tetramers, and even larger Fe(III) oxyhydroxide clusters comprising of Fe_(5), Fe_(7), and Fe_(13)–Keggin ions in gaseous phase and in aqueous medium (using self-consistent reaction field method) are systematically studied using density functional theory. Spontaneous formation of certain multinuclear Fe(III) oxyhydroxide clusters with clear structural signatures of ferrihydrite highlights their potential as prenucleation clusters in the course of mineralization.
机译：水中铁化合物的水解导致形成Fe（III）oyx羟基氧化物的矿物，如Ferrihydite，它充当环境中无机污染物的天然清除剂。虽然广泛研究，但由于其极端反应性，这些羟基氧化物的实验鉴定仍然很困难。本研究从理论上研究了从单个水合Fe（III）离子开始的Fe（III）羟基氧化物的形成，逐渐模拟较大簇的形成。聚二聚体，三聚体，四聚体和甚至更大的Fe（III）羟基氧化物簇的结构，形成焓和甚至更大的Fe（III）氧化物簇，其包含在气相和气相中的 - （13） - （13） - 在气相中和ing ingin离子中使用密度函数理论系统地研究水性介质（使用自一致反应场法）。具有透明结构特征的特定多核Fe（III）羟基氧化物簇的自发性形成Ferrihydrite的含量在矿化过程中突出了它们作为预核聚类的潜力。

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