
【化】 primary water
ion
【化】 ion
【医】 ion
【化】 primary water
在物理化学领域,"离子近层水"(Ion Vicinal Water)指紧邻离子周围、受离子静电场强烈影响并呈现有序排列的水分子层。其英文对应术语通常为"Ion Vicinal Water"或"Hydration Shell Water",核心特征如下:
结构与取向
离子近层水分子通过离子-偶极相互作用定向排列:阴离子周围水分子的氢原子朝向离子,阳离子周围则氧原子朝向离子。这种排列破坏了液态水的无序氢键网络,形成局部有序结构(如"类冰结构")。该现象在X射线吸收光谱和分子动力学模拟中已被证实 。
动力学性质
近层水分子扩散速率比本体水慢10-100倍(约10⁻¹¹ m²/s),旋转弛豫时间延长至皮秒级(本体水为飞秒级)。这种受限运动源于强静电束缚,可通过核磁共振弛豫测量量化 。
热力学效应
离子水合过程伴随熵减(ΔS ≈ -50 J/mol·K)和焓变(ΔH ≈ -300 kJ/mol),导致吉布斯自由能显著降低。该能量变化主要源于近层水的重组,符合Born-Harned-Hildebrand理论模型 。
生物与工业意义
在蛋白质折叠中,离子近层水调控疏水相互作用;在电化学体系中(如锂离子电池),其结构影响离子迁移能垒。Kirkwood公式描述介电饱和现象时,近层水的低介电常数(ε≈30)是关键参数 。
权威参考文献
“离子近层水”是一个化学领域的专业术语,主要用于描述溶液中离子周围的水分子结构。以下为详细解释:
1. 术语构成与定义
2. 关键特点 离子近层水的特性包括:
3. 应用领域 该概念常见于溶液化学、电化学及材料科学中,例如:
补充说明
由于该术语的专业性较强,建议结合《物理化学》《电化学原理》等教材或权威期刊文献进一步验证具体定义及实验数据。当前搜索结果仅提供基础翻译信息,未涉及详细机制描述。
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