ИСТИНА

Изучение процессов кристаллизации в жидкостях и в растворах неразрывно связано с исследованием агломерации молекул, поскольку возникновение кристаллического зародыша и его рост можно представить как последовательное образование и укрупнение молекулярных агломератов. Современные представления о структуре жидкой фазы состоят в том, что жидкость является структурно-неоднородной системой вследствие агломерации молекул. Таким образом, зародыши кристаллической фазы присутствуют в любой жидкости, однако сведения о структуре агломератов являются очень скудными. Молекулярно-динамическое моделирование является практически единственным способом охарактеризовать взаимное расположение молекул в жидкости и выявить строение агломератов как зародышей кристаллической фазы. Бензол (Б) и его хлоросодержащие производные: хлорбензол (ХБ), о-дихлорбензол (ДХБ), о-хлортолуол (ХТ), – широко используются в качестве растворителей, как в промышленности, так и в лабораторном синтезе. В настоящем докладе представлены результаты анализа агрегации молекул в бинарных растворах: Б–ХБ, Б–ДХБ, Б–ХТ, ХБ–ХТ, ХБ–ДХБ, – во всей области концентраций, по данным молекулярно-динамического моделирования (силовое поле OPLS-AA, длина траектории 0.5 нс, число молекул в элементарной ячейке 1000-2700). На существование агломерации молекул в исследованных системах указывает характерный вид радиальных и радиально-угловых функций распределения. Молекулярные агломераты были выделены и охарактеризованы по геометрическим критериям (в частности, для хлор-агрегатов расстояние Cl...Cl 4.35 Å). Получено, что жидком бензоле агрегация молекул происходит посредством специфических взаимодействий бензольных колец, а в жидких ХБ и ДХБ большое значение имеет хлор-агрегация. В чистом ХБ наиболее вероятно образование хлор-агрегатов, состоящих из 6 молекул, тогда как в ДХБ в систему хлор-агломерации включено 99% молекул модельной системы. Структура ХТ определяется агрегатами, образованными посредством контактов Cl...Me, и также обнаружена тенденция к образованию единого агрегата. В бинарных растворах, в зависимости от соотношения компонентов, размер агломератов отличается. При этом для каждой системы можно выделить области концентраций, где характерные особенности отдельных компонентов (функции радиального и радиально-углового распределения, распределение агломератов по размерам) сохраняются. В области малых концентраций одного и другого компонента существуют области неоднородности, связанные с локальной перестройкой структуры растворителя вокруг растворенного вещества. Данные моделирования сопоставлены с доступными сведениями о структуре растворов, полученных методом молекулярного светорассеяния. Работа выполнена при финансовой поддержке Российского фонда фундаментальных исследований (грант N 16-03-00931).