1 / 9

Молекулярно-динамическое моделирование растворов чистых цис - и транс -декалина и их смесей

Молекулярно-динамическое моделирование растворов чистых цис - и транс -декалина и их смесей. Еремин Роман Александрович , ЛРБ, ОИЯИ Холмуродов Холмирзо Тагойкулович , ЛРБ, ОИЯИ Авдеев Михаил Васильевич, ЛНФ, ОИЯИ. Декалин ( декагидронафталин , C 10 H 18 ).

purity
Télécharger la présentation

Молекулярно-динамическое моделирование растворов чистых цис - и транс -декалина и их смесей

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. Молекулярно-динамическое моделирование растворов чистых цис- и транс-декалина и их смесей Еремин Роман Александрович, ЛРБ, ОИЯИ ХолмуродовХолмирзоТагойкулович, ЛРБ, ОИЯИ Авдеев Михаил Васильевич, ЛНФ, ОИЯИ

  2. Декалин (декагидронафталин, C10H18) • Алициклический углеводород, полностью гидрированный аналог нафталина; • При нормальных условиях бесцветная сильно пахнущая жидкость; • Существует две изомерные формы декалина, отличающиеся относительным положением углеродных циклов (цис- и транс-): • Хороший растворитель многих органических соединений и полимеров. Структуры молекул цис-(слева) и транс-(справа)декалина

  3. Недавнее исследование [1] показало, что в растворе транс-декалина кулоновское взаимодействие оказывается подавленнымвзаимодействием ван-дер-ваальса. Цель работы Определение набора параметров потенциала, описывающего ван-дер-ваальсовое взаимодействие (Леннарда-Джонса), обеспечивающего адекватное описание свойств рассматриваемой физической системы Задачи • Моделирование чистых цис- и транс-декалина при различных наборах параметров потенциала Леннарда-Джонса и сравнение результатов с экспериментальными данными; • Выбор набора параметров; • Моделирование смесей с различным изомерным составом при выбранном наборе и сравнение полученных результатов с экспериментом; выводы об выбранном наборе параметров. Eremin, R., Kholmurodov, Kh., Avdeev, M., Petrenko, V., Yasuoka, K. (2012)Molecular Dynamics Simulations on trans- and cis-Decalins: The Effect of Partial Atomic Charges and Adjustment of “Real Densities”, Int. J. Chem.,4 (in press).

  4. Моделирование • Молекулярно-динамическое (МД) моделирование проводилось с использованием кода общего назначенияDL_POLYверсии 2.18. • В качестве начальной конфигурации использовалось кристаллическое состояние декалина [1]; граничные условия: кубические. • Моделирование до равновесного состояния проводилось в NPTансамбле Хувера(постоянное число частиц, давление и температура). Кристаллическая структура транс-декалина, исследованная в [1] методом порошковой дифракции рентгеновского излучения Eibl, S., Fitch A., Brunelli, M. et al. (2009). trans-Decahydronaphthalene (decalin) from powder diffraction data. – ActaCryst., 65, 278-280

  5. Потенциал межмолекулярного взаимодействия • Потенциал межмолекулярного взаимодействия моделировался суммой ван-дер-ваальсового (потенциал Леннарда-Джонса) и кулоновского взаимодействий [1]: где , – параметры ван-дер-ваальсового взаимодействия i-го и j-го атомов, – расстояние между ними, – их заряды. • Для определения параметров взаимодействия между атомами различного сорта использовалось правило Лоренца-Бершелота[2, 3]: • Allen, M. P., Tildesley, D. J. (1989). Computer Simulation of Liquids. Clarendon, Oxford, UK. • Lorentz, H.A. (1881). Über die Anwendung des SatzesvomVirial in der kinetischenTheoric der Gase. – Ann. Phys., 248, 127-136. • Berthelot, D. (1889). Sur le Melange des Gaz. – ComptesRendus de L'Academie des Sciences, 126, 1703-1706.

  6. Выбор параметров цис-декалин: ρ= 0.8621 g/cm3 (303.15K)[1] транс-декалин: ρ= 0.8885 g/cm3 (303.15K)[1] σC= 3.35 Å [2],εC = 0.06 ккал/моль σHc= 2.23 Å, εHc = 0.02 ккал/мольσHt= 2.25 Å, εHt = 0.02 ккал/моль Miyake, Y., Baylaucq, A., et al. (2007). Stereoisomeric effects on volumetric properties under pressure for the system cis- + trans-decalin – Fluid Phase Equilib.s, 252, 79-87. Tildesley, D. J., Madden, P.A. (1981). An effective pair potential for liquid carbon disulphide. – J. Mol. Phys., 42, 1137-1156.

  7. Смеси с различным составом Моделирование проводилось для смесей с различным относительным содержанием цис- и транс-декалина: 20/80, 50/50, 80/20 ВЫВОД: Выбранный набор параметров может быть использован для моделирования реального раствора декалина, поскольку МД подход точно воспроизводит свойства системы. Miyake, Y., Baylaucq, A., et al. (2007). Stereoisomeric effects on volumetric properties under pressure for the system cis- + trans-decalin – Fluid Phase Equilib.s, 252, 79-87.

  8. Результаты работы и направления дальнейших исследований • На основании сравнения результатов МД моделирования чистых цис- и транс-декалина и экспериментальных данных, определен набор параметров потенциала Леннарда-Джонса, описывающего ван-дер-ваальсовое взаимодействие; • Проверка указанного набора параметров показала, что макроскопические свойства смесей изомеров точно описываются в МД подходе независимо от изомерного состава; • Результаты позволяют проводить усложнение системы и рассматривать предельные растворы на основе декалина (смеси изомеров 50/50); В настоящее время совместно с Лабораторией нейтронной физики им. И.М. Франка исследуются растворы монокарбоксильных кислот (миристиновой, стеариновой и олеиновой) в протонированном и дейтерированном декалине.

  9. Благодарю за внимание

More Related