Hydration and Ion Pairing in Aqueous Mg2+ and Zn2+ Solutions: Force-Field Description Aided by Neutron Scattering Experiments and Ab Initio Molecular Dynamics Simulations
Identifikátory výsledku
Kód výsledku v IS VaVaI
<a href="https://www.isvavai.cz/riv?ss=detail&h=RIV%2F61388963%3A_____%2F18%3A00489930" target="_blank" >RIV/61388963:_____/18:00489930 - isvavai.cz</a>
Výsledek na webu
<a href="http://dx.doi.org/10.1021/acs.jpcb.7b09612" target="_blank" >http://dx.doi.org/10.1021/acs.jpcb.7b09612</a>
DOI - Digital Object Identifier
<a href="http://dx.doi.org/10.1021/acs.jpcb.7b09612" target="_blank" >10.1021/acs.jpcb.7b09612</a>
Alternativní jazyky
Jazyk výsledku
angličtina
Název v původním jazyce
Hydration and Ion Pairing in Aqueous Mg2+ and Zn2+ Solutions: Force-Field Description Aided by Neutron Scattering Experiments and Ab Initio Molecular Dynamics Simulations
Popis výsledku v původním jazyce
Magnesium and zinc dications possess the same charge and have an almost identical size, yet they behave very differently in aqueous solutions and play distinct biological roles. It is thus crucial to identify the origins of such different behaviors and to assess to what extent they can be captured by force-field molecular dynamics simulations. In this work, we combine neutron scattering experiments in a specific mixture of H2O and D2O (the so-called null water) with ab initio molecular dynamics simulations to probe the difference in the hydration structure and ion-pairing properties of chloride solutions of the two cations. The obtained data are used as a benchmark to develop a scaled-charge force field for Mg2+ that includes electronic polarization in a mean field way. We show that using this electronic continuum correction we can describe aqueous magnesium chloride solutions well. However, in aqueous zinc chloride specific interaction terms between the ions need to be introduced to capture ion pairing quantitatively.
Název v anglickém jazyce
Hydration and Ion Pairing in Aqueous Mg2+ and Zn2+ Solutions: Force-Field Description Aided by Neutron Scattering Experiments and Ab Initio Molecular Dynamics Simulations
Popis výsledku anglicky
Magnesium and zinc dications possess the same charge and have an almost identical size, yet they behave very differently in aqueous solutions and play distinct biological roles. It is thus crucial to identify the origins of such different behaviors and to assess to what extent they can be captured by force-field molecular dynamics simulations. In this work, we combine neutron scattering experiments in a specific mixture of H2O and D2O (the so-called null water) with ab initio molecular dynamics simulations to probe the difference in the hydration structure and ion-pairing properties of chloride solutions of the two cations. The obtained data are used as a benchmark to develop a scaled-charge force field for Mg2+ that includes electronic polarization in a mean field way. We show that using this electronic continuum correction we can describe aqueous magnesium chloride solutions well. However, in aqueous zinc chloride specific interaction terms between the ions need to be introduced to capture ion pairing quantitatively.
Klasifikace
Druh
J<sub>imp</sub> - Článek v periodiku v databázi Web of Science
CEP obor
—
OECD FORD obor
10403 - Physical chemistry
Návaznosti výsledku
Projekt
<a href="/cs/project/GA16-01074S" target="_blank" >GA16-01074S: Překonání Hofmeisterovy řady: od molekulového porozumění specifických iontových efektů k biologické funkci</a><br>
Návaznosti
P - Projekt vyzkumu a vyvoje financovany z verejnych zdroju (s odkazem do CEP)
Ostatní
Rok uplatnění
2018
Kód důvěrnosti údajů
S - Úplné a pravdivé údaje o projektu nepodléhají ochraně podle zvláštních právních předpisů
Údaje specifické pro druh výsledku
Název periodika
Journal of Physical Chemistry B
ISSN
1520-6106
e-ISSN
—
Svazek periodika
122
Číslo periodika v rámci svazku
13
Stát vydavatele periodika
US - Spojené státy americké
Počet stran výsledku
11
Strana od-do
3296-3306
Kód UT WoS článku
000429627300012
EID výsledku v databázi Scopus
2-s2.0-85044196274