赫兰兰 郭 宇 赵 健 姜新蕊 杨忠志 赵东霞

(辽宁师范大学化学化工学院，辽宁大连116029)

应用ABEEMσπ极化力场对Zn2+水溶液配位微结构和水交换反应进行分子动力学模拟研究

赫兰兰 郭 宇 赵 健 姜新蕊 杨忠志*赵东霞*

(辽宁师范大学化学化工学院，辽宁大连116029)

应用ABEEMσπ极化力场，对Zn2+水溶液体系进行分子动力学模拟，探讨Zn2+的配位微结构和配体水交换反应。水分子模型采用ABEEM-7P精细水模型。模拟后对体系结构、电荷及动力学性质进行细致分析。结构分析表明，平衡体系中Zn2+的第一层配位数为6，这与实验值是一致的。水交换反应过程中，溶剂水由O―Zn―O角分线斜上(下)方进攻Zn2+，配位水由O―Zn―O角分线斜下(上)方逐渐远离。极化力场模拟时Zn2+与交换水间的距离变化波动较大，而固定电荷力场的波动较小。模拟发现，极化力场的径向分布函数能精细地展示第二、三层配体的配位微结构，第二配位层存在靠近Zn2+的亚壳层，能与第一水合层发生水交换反应，充分体现了Zn2+的极化效应。本文阐明了水交换反应中，Zn2+位点电荷与交换水中氧原子孤对电子位点电荷的规律性变化，从电荷的角度解释了水交换反应的合理性。ABEEMσπ极化力场模拟Zn2+水溶液获得第一水合层的平均配位驻留时间为2.0×10－9s，在实验值范围内，说明ABEEMσπ极化力场可以合理地模拟Zn2+水溶液体系。

ABEEMσπ极化力场；分子动力学模拟；水交换反应；径向分布函数；电荷分析；平均配位驻留时间

1 引言

很多二价金属离子在蛋白中都发挥着重要的作用1－4，例如镁离子、钙离子和锌离子等。……