Metal ion binding by humic substances as emergent functions of labile supramolecular assemblies
Notice bibliographique
Résumé
Environmental context The fundamental basis for the high flexibility of humic substances is still unclear, though it is crucial for the understanding of metal bioavailability and toxicity in soil and aqueous environments. We show at the molecular level how characteristics of organic matter affect metal binding depending on the environmental conditions. Such understanding will help in the modulation of metal availability in soil and water in changing environmental situations. Abstract In this work, we explore the hypothesis that humic substances (HS) can be perceived as labile supramolecular assemblages, the functioning of which is mainly determined by chemical composition and characteristics, the size of molecular units and weak intermolecular forces, rather than the exact primary structure of molecular moieties and their spatial configuration. To test the hypothesis, 72 computational models of three different organic mixtures were composed. The formation of inner and outer sphere metal–ligand complexes, metal binding sites, complex configurations, binding energies and aggregation/dissolution as emergent properties of HS were determined under various conditions. The results of computational modelling revealed that: (i) the highest Cu2+ binding (55.6 %) was by the SRFA-22 organic model, which represents low-molecular-weight fulvic acids. In contrast, the highest amount of inner-sphere Mg–organic matter complex (63.4 %) was formed in SRHA-6, which has higher-molecular-weight constituents. Therefore, a correlation between the type of cation, the system aromaticity and the extent of metal complexation is proposed. (ii) Increase of metal ion concentration and decrease of water content resulted in an increase in the number of hydrogen bonds and more compact and stable aggregates with lower hydrophilic and higher hydrophobic surface areas in SRFA-22. However, in SRHA-6, the results varied owing to the competition between metal binding, H-bonding and non-polar interactions in the structural arrangement of the aggregates. In general, the aggregation process, driven by metal complexation and water removal, resulted in the formation of more stable conformers, with lower potential energy, with the only exception of SRHA-6–Cu.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
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Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,001 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 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.
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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 ».