जस्ता (II) आयनों का हाइड्रेशन और जल विनिमय। घनत्व कार्यात्मक सिद्धांत का अनुप्रयोग

Zn 2+ के हाइड्रेशन और जल विनिमय तंत्र का विवरण विभिन्न आधार सेटों के साथ घनत्व कार्यात्मक गणनाओं का उपयोग करके अध्ययन किया गया है। Zn(H 2 O) n 2+ के प्रकार के जटिलों के लिए गणना की गई संरचनाएँ और हाइड्रेशन ऊर्जा पहले की अभ्यस्त गणनाओं और आत्म-संगत प्रतिक्रिया क्षेत्र के तरीकों से प्राप्त परिणामों के साथ अच्छी तरह मेल खाती हैं। हमारी जांच का विस्तार दूसरे समन्वय (पहली घुलनशीलता) क्षेत्र और इस प्रकार के जटिलों तक किया गया है, जो Zn(H 2 O) n 2+ · m H 2 O के प्रकार के हैं, जिसमें n = 5 और m = 1, 2, और n = 6 और m = 1 हैं, दो प्रकार के जटिलों का पता चलता है जिनमें पहले और दूसरे क्षेत्र के पानी के अणुओं के बीच एक या दो हाइड्रोजन बंधन होते हैं। Zn(H 2 O) 6 2+ के जल विनिमय तंत्र का विश्लेषण इन जटिलों की संरचनाओं और ऊर्जा के आधार पर किया गया है। विभिन्न आधार सेटों के कारण होने वाले भिन्नताओं के भीतर, पहले समन्वय क्षेत्र में पानी के अणुओं के लिए Zn−O बंधन की लंबाई 2.0 और 2.1 Å के बीच है, दूसरे समन्वय क्षेत्र में पानी के अणुओं की लंबाई 3.6 और 4.1 Å के बीच है और दोनों क्षेत्रों के सीमांत पर 2.7 और 3.0 Å के बीच है। वर्तमान मॉडल की सीमाओं के भीतर, जिसमें बल्क पानी, प्रतिकृतियां, और एक से अधिक विनिमय जल अणु को नहीं माना गया है, Zn(H 2 O) 6 2+ पर जल विनिमय प्रतिक्रिया के लिए एक सीमा विभाज्य (D) तंत्र का सुझाव दिया गया है। सबसे विश्वसनीय संरचनाओं के आधार पर (यानी, जो सभी स्तरों के सिद्धांत के साथ सत्यापित की जा सकती हैं), जल विनिमय के लिए सक्रियण ऊर्जा 4.2 और 4.6 kcal/mol के बीच होती है, जो उपयोग किए गए आधार सेट पर निर्भर करती है। पारस्परिक तंत्र के लिए एक संक्रमण स्थिति को स्थानीयकृत नहीं किया जा सका। सभी अनुकूलन हमेशा संक्रमण स्थिति की संरचनाओं की ओर ले जाते हैं जो एक सीमित D तंत्र का संकेत देती हैं।