Берилій (ІІ): чи його іонна структура найміцніша у воді? Експериментальне QMCF MD дослідження

summary

Beryllium(II): The Strongest Structure-Forming Ion in Water? A QMCF MD Simulation Study

S. Sikander Azam, Thomas S. Hofer, Anirban Bhattacharjee, Len Herald V. Lim,

Andreas B. Pribil, Be
hard R. Randolf, and Be
d M. Rode

Theoretical Chemistry, Division, Institute of General, Inorganic and Theoretical Chemistry University of Inorganic and Theoretical Chemistry University of Innsbruck, Innrain 52a, A-6020 Innsbruck, Austria

Берилій (ІІ): чи його іонна структура найміцніша у воді? Експериментальне QMCF MD дослідження

Незважаючи на дуже специфічні фізико-хімічні властивості берилію та його широке застосування у промисловості, дослідження цього хімічного елементу ще не завершено, зокрема, через його високу токсичність. Так, детального дослідження вимагає поведінка іону Be²⁺ у водних розчинах, включаючи опис змін у його структурній будові. Для структуроутворюючого іону, молекули кристалічної води повинні переважувати порядок розчиненої структури. Такі іони повинні бути високополярними, як наприклад, іони Li⁺, Mg₂⁺, Al₃⁺, перший ряд іонів металів із перехідною валентністю передбачає сильну структурну будову. З іншого боку, більш чи/або менш поляризовані іони, такі як Rb⁺ та Cs⁺ виявляють тенденцію до руйнування структурної будови. Різного роду експериментальні методи [дифракція рентгенівський променів, нейтронна дифракція, раманівська спектроскопія та інфрачервона спектроскопія] дозволили змінити тетраедральної першу структуру гідратованої оболонки берилію у водних розчинах із іон-кисневими відстанями від 1,61 до 1,67 Å.

Проведене експериментальне дослідження показало, що берилій має виняткову чотириедральну структуру, із доброю першою та другою гідратованими оболонками. Вплив на третю гідратовану оболонку виявив відносну плотність структурної будови берилію. Для порівняння Mg²⁺ < Be²⁺ < Al³+.