《表1 不同温度下分子氢键数目统计表》

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《低温保护剂玻璃态性质的极化分子力场模拟研究》

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另外，水分子和二甲基亚砜分子的受体和供体氢键数目也是体现体系微观结构的重要物理量．以下以DMSO-water和water-water间的氢键为研究对象（O…Hw-Ow和Ow…Hw-Ow）具体分析不同温度下二甲基亚砜和水的供体和受体氢键数目，进而分析溶液中的氢键网络结构的构成．氢键的判断标准参照文献[6-8]，不同温度下分子氢键数目统计见表1．从298 K到210 K，水分子的供体和受体氢键数目（NHw-Ow和NOw-Hw）不断增加，在180 K减小，后逐渐增加；二甲基亚砜的受体氢键数目NO-Hw从298 K到240 K逐渐增加，但是在210 K却出现减小，后在180 K出现极大值，随着温度的进一步降低，数目有逐渐减少．从以上分析表明，在210 K时，溶液中出现了相转化氢键重排现象，水分子的氢键数目增加，而二甲基亚砜的氢键数目却减少，这预示相转化的迹象，实验测定的凝固点温度在203 K左右，恰好与该温度相近．其氢键网络结构逐渐稳定，水的受体和两种供体氢键数目趋近于1，二甲基亚砜氧原子的氢键数目趋近于2，当温度进一步降低到120 K时，每个水分子的配位数约等于3，二甲基亚砜的受体氢键数目约为2，水分子在氢键网络结构中具有单一配位结构，两个氢原子分别与二甲基亚砜氧原子和另外一个水分子形成氢键，同时与第三个水分子形成一个受体氢键．在整个网络中主要是以DMSO-2water-DMSO氢键链交叉形成，以二甲基亚砜氧原子为起点和终点，以水分子为桥分子形成交叉网络结构．由于模拟平衡时间有限，水分子的配位氢键结构存在差异，同时共存DMSO-1water-DMSO和DMSO-3water-DMSO氢键链结构，它们随着平衡时间的增加数目逐渐减少，直到最终形成规则的晶体结构．从目前的结果可以推测，xD=0.35的二甲基亚砜-水晶体结构是由DMSO-2water-DMSO交叉氢键链组成．