НАНОСИСТЕМЫ

Структурно-кинетические изменения воды в растворах солей и их диэлектрические и радиояркостные характеристики

Лященко А.К.
Институт общей и неорганической химии им. Н.С. Курнакова РАН, http://www.igic.ras.ru/
Москва 119991, Российская Федерация

Поступила 22.01.2020, рецензирована 27.01.2020, принята 30.01.2020

Аннотация. Предлагается общий подход к анализу структуры и динамики водных растворов электролитов. В первой области, включающей растворы широкой области концентраций, изменения в растворах происходят на исходной матрице растворителя, какой является сама вода с ее уникальной тетраэдрической структурой. Конфигурации гидратной оболочки рассматриваются на основе модели образования структур замещения и внедрения ионов и долгоживущих гидратных комплексов в исходной структуре воды. На ее основе объясняются и рассчитываются объемные и другие свойства растворов. Метод диэлектрической спектроскопии в сантиметровой (см) и миллиметровой (мм) областях спектра использован для установления новых ориентационных закономерностей исходной сетки Н-связей воды в растворах солей. На основе экспериментального исследования около 50 водно-электролитных систем на частотах в области основного максимума дисперсии воды и растворов дана систематика изменений статических диэлектрических констант и релаксационных эффектов в растворах электролитов. Разделяются особенности и молекулярные механизмы гидрофобной и гидрофильной гидратации ионов. В последнем случае возможны как нарушение, так и стабилизация структуры воды в растворе (при структурных соответствиях с гидратной оболочкой). Развитие подхода позволяет охарактеризовать параметры собственного излучения растворов с разными ионами в мм области спектра. Их изменение по отношению к чистой воде может даже отличаться по знаку. Это связано с наличием вкладов в комплексную диэлектрическую проницаемость как дипольных, так и ионных потерь. Последние все еще остаются значимыми на частотах мм диапазона. Предлагается новый дистанционный лабораторный метод анализа растворов и сложных водно-электролитных систем по их радиояркостным характеристикам в мм диапазоне.

Ключевые слова:структура, раствор, диэлектрические свойства

УДК 546.8

РЭНСИТ, 2020, 12(1):81-86. DOI: 10.17725/rensit.2020.12.081.

Полнотекстовая электронная версия статьи – на вебсайтах http://elibrary.ru и http://rensit.ru/vypuski/article/312/12(1)81-86.pdf