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Angew：液體電解質(zhì)介電常數(shù)的化學(xué)起源和變化的原子洞察

介電常數(shù)是液體在調(diào)節(jié)溶質(zhì)-溶劑相互作用和溶劑化微觀結(jié)構(gòu)方面的關(guān)鍵物理化學(xué)參數(shù)。

清華大學(xué)張強(qiáng)等人通過分子動(dòng)力學(xué)模擬研究了液體電解質(zhì)的介電常數(shù)隨溫度和電解質(zhì)組成的變化。

研究發(fā)現(xiàn)，由于分子的加速遷移，溶劑的介電常數(shù)隨著溫度的升高而降低。對(duì)于具有不同混合比的溶劑混合物，它們的介電常數(shù)要么遵循線性疊加規(guī)則，要么滿足多項(xiàng)式函數(shù)，這取決于分子間的弱相互作用或強(qiáng)相互作用。

隨著鹽濃度的增加，電解質(zhì)的介電常數(shù)呈現(xiàn)火山趨勢，這可歸因于鹽的介電貢獻(xiàn)和溶劑化結(jié)構(gòu)的形成。這項(xiàng)工作提供了對(duì)介電常數(shù)變化及其化學(xué)起源的原子洞察，可以加深對(duì)溶液化學(xué)的基本認(rèn)識(shí)。

圖1 溫度對(duì)溶劑介電常數(shù)的影響

圖2 鹽和稀釋劑對(duì)電解質(zhì)介電常數(shù)的影響

An Atomic Insight into the Chemical Origin and Variation of Dielectric Constant in Liquid Electrolytes. Angewandte Chemie International Edition 2021. DOI: 10.1002/anie.202107657

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