Molecular simulations and density functional theory calculations of bromine in clathrate hydrate phases
Notice bibliographique
Résumé
Bromine forms a tetragonal clathrate hydrate structure (TS-I) very rarely observed in clathrate hydrates of other guest substances. The detailed structure, energetics, and dynamics of Br2 and Cl2 in TS-I and cubic structure I (CS-I) clathrate hydrates are studied in this work using molecular dynamics and quantum chemical calculations. X-ray diffraction studies show that the halogen-water-oxygen distances in the cages of these structures are shorter than the sum of the van der Waals radii of halogen and oxygen atoms. This suggests that the stabilizing effects of halogen bonding or other non-covalent interactions (NCIs) may contribute to the formation of the unique tetragonal bromine hydrate structure. We performed molecular dynamics simulations of Br2 and Cl2 clathrate hydrates using our previously developed five-site charge models for the dihalogen molecules [Dureckova et al. Can. J. Chem. 93, 864 (2015)] which reproduce the computed electrostatic potentials of the dihalogens and account for the electropositive σ-hole of the halogen bond donor (the dihalogen). Analysis of the radial distribution functions, enthalpies of encapsulation, velocity and orientation autocorrelation functions, and polar angle distributions are carried out for Br2 and Cl2 guests in various cages to contrast the properties of these guests in the TS-I and CS-I phases. Quantum chemical partial geometry optimizations of Br2 and Cl2 guests in the hydrate cages using the M06-2X functional give short halogen-water distances compatible with values observed in X-ray diffraction experiments. NCI plots of guest-cage structures are generated to qualitatively show the relative strength of the non-bonding interactions between dihalogens and water molecules. The differences between behaviors of Br2 and Cl2 guests in the hydrate cages may explain why bromine forms the unique TS-I phase.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,001 | 0,002 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,002 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,001 | 0,001 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,002 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,002 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,003 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».