
【化】 primary water
ion
【化】 ion
【醫】 ion
【化】 primary water
在物理化學領域,"離子近層水"(Ion Vicinal Water)指緊鄰離子周圍、受離子靜電場強烈影響并呈現有序排列的水分子層。其英文對應術語通常為"Ion Vicinal Water"或"Hydration Shell Water",核心特征如下:
結構與取向
離子近層水分子通過離子-偶極相互作用定向排列:陰離子周圍水分子的氫原子朝向離子,陽離子周圍則氧原子朝向離子。這種排列破壞了液态水的無序氫鍵網絡,形成局部有序結構(如"類冰結構")。該現象在X射線吸收光譜和分子動力學模拟中已被證實 。
動力學性質
近層水分子擴散速率比本體水慢10-100倍(約10⁻¹¹ m²/s),旋轉弛豫時間延長至皮秒級(本體水為飛秒級)。這種受限運動源于強靜電束縛,可通過核磁共振弛豫測量量化 。
熱力學效應
離子水合過程伴隨熵減(ΔS ≈ -50 J/mol·K)和焓變(ΔH ≈ -300 kJ/mol),導緻吉布斯自由能顯著降低。該能量變化主要源于近層水的重組,符合Born-Harned-Hildebrand理論模型 。
生物與工業意義
在蛋白質折疊中,離子近層水調控疏水相互作用;在電化學體系中(如锂離子電池),其結構影響離子遷移能壘。Kirkwood公式描述介電飽和現象時,近層水的低介電常數(ε≈30)是關鍵參數 。
權威參考文獻
“離子近層水”是一個化學領域的專業術語,主要用于描述溶液中離子周圍的水分子結構。以下為詳細解釋:
1. 術語構成與定義
2. 關鍵特點 離子近層水的特性包括:
3. 應用領域 該概念常見于溶液化學、電化學及材料科學中,例如:
補充說明
由于該術語的專業性較強,建議結合《物理化學》《電化學原理》等教材或權威期刊文獻進一步驗證具體定義及實驗數據。當前搜索結果僅提供基礎翻譯信息,未涉及詳細機制描述。
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