АН УССР. Институт теоретической физики. — Киев : Наукова думка,
1991. — 672 с.
В книге рассматриваются свойства водных систем и основные
закономерности их изменения под влиянием внешних воздействий.
Проводится анализ экспериментальных результатов и дается их
интерпретация на основе представлений современной теории жидкостей.
Обсуждаются методы численного моделирования свойств жидкостей, в
том числе и водных систем. Приводятся результаты
оригинальных исследований термодинамических, структурных и спектральных характеристик водных систем, полученные в рамках метода Монте-Карло и молекулярной динамики. Излагается теория нелинейного переноса протона в цепочках молекул воды, связанных водородной связью. Обсуждаются общие закономерности молекулярной организации воды в приповерхностной области, обладающей рядом интересных и уникальных свойств. Для широкого круга специалистов — физиков, химиков, биофизиков, интересующихся проблемами водных систем и физико-химическими свойствами жидкостей. Предисловие редактора
Введение Общая характеристика свойств водных систем
Метастабильные состояния воды
Процессы гидратации
Свойства воды и растворов солей
Опреснительный эффект
Топология структуры и молекулярная динамика жидкости Диффузия в жидкостях и растворах
Модели процесса диффузии
Методы исследования самодиффузии в жидкостях
Исследование самодиффузии молекул воды в водных растворах электролитов
Диффузия ионов в водных растворах электролитов
Одночастичные и коллективные вклады в коэффициент самодиффузии Свойства жидкости вблизи критической точки парообразования
Исследование гравитационного эффекта
Изучение температурной зависимости положения границы раздела жидкость — пар
Исследование формы критической изотермы
Кривая сосуществования индивидуальных веществ
Изотермическая сжимаемость вдоль критической изохоры
Масштабная функция гравитационного эффекта
Рассеяние нейтронов вблизи критической точки парообразования Критические характеристики бинарных растворов
Методы изучения равновесных свойств растворов
Распределение плотности по высоте в бинарных растворах вблизи критической точки парообразования
Концентрация компонентов растворов на критической изотерме
Плотность и парциальная плотность компонентов смеси на кривой сосуществования
Концентрация компонент бинарного раствора на кривой сосуществования жидкость — пар
Масштабные свойства растворов вблизи критической точки парообразования и выбор параметра порядка
Гравитационный эффект вблизи критической температуры расслоения низкомолекулярных жидкостей
Кривая сосуществования в системе жидкость — жидкость вблизи критической точки растворимости
Температурная зависимость положения границы раздела фаз и плотности гомогенного бинарного раствора
Особенности поведения системы полимер — растворитель вблизи критической точки расслоения
Поведение вещества вблизи двойной критической точки Статистическая термодинамика жидкостей
Термодинамические потенциалы
Вычисление средних величин в статистической физике
Конфигурационный интеграл простых систем
Статистический подход к описанию свойств жидких пленок Процессы конденсации и смачивания поверхности
Процессы гомогенной и гетерогенной нуклеации
Угол смачивания
Адсорбция на поверхности твердого тела
Капли на жидких поверхностях и линейное натяжение
Конденсация паров на поверхности твердого тела Методы изучения свойств жидкого состояния вещества
Макроскопические системы
Периодические граничные условия
Метод молекулярной динамики и разностные схемы в молекулярно-динамических расчетах
Транспортные характеристики и коэффициенты переноса
Метод молекулярной динамики для систем частиц с жестким кором
Особенности расчета свойств систем частиц с жестким кором
Метод Монте-Карло в теории жидкостей
Интегральные уравнения в теории жидкостей
Приближения в интегральных уравнениях теории жидкостей
Статистическая модель растворов электролитов Свойства простых жидкостей в объеме и вблизи поверхности по данным вычислительного эксперимента
Основные свойства жидкого состояния вещества
Исследование свойств многочастичных систем
Термодинамика ограниченных систем частиц с жестким кором
Одномерная модель жидких прослоек
Микроструктурные эффекты в жидких прослойках
Влияние молекулярной шероховатости на свойства приповерхностных слоев жидкости
Селективные свойства ограниченных объемов
Адсорбция твердых сфер на идеальной стенке
Концентрационная зависимость структурной составляющей расклинивающего давления в двухкомпонентной системе
Структурное давление на стенки цилиндрической поры
Эффекты изменения размерности в ограниченных объемах жидкости
Свойства ионных систем
Системы заряженных частиц с жестким кором
Влияние ограничивающих идеальных поверхностей на свойства систем заряженных твердых сфер Эмпирические модели потенциалов взаимодействия между молекулами воды
Потенциалы взаимодействия между молекулами воды и ионами
Принципы построения потенциалов межмолекулярного взаимодействия в водных системах
Модифицированная поляризационная модель воды
Квантовомеханические исследования потенциалов межионного взаимодействия
Моделирование взаимодействия ионов с молекулой воды Результаты расчетов методом вычислительного эксперимента свойств воды в объемной фазе
Особенности моделирования водных систем
Результаты расчетов свойств воды и водных систем
Спектральные методы и вычислительный эксперимент
Квантовый локально-модовый анализ
Нормально-модовый анализ как один из основных методов расчета инфракрасных спектров воды Молекулярно-статистические свойства жидкой воды вблизи поверхности
Исследование свойств жидких пленок методами вычислительного эксперимента
Молекулярно-статистические свойства тонких пленок воды
Зависимость характеристик тонких пленок воды от температуры
Эффекты изменения транспортных характеристик в тонких пленках воды
Ориентационная упорядоченность в водных системах
Учет кооперативных эффектов при моделировании микроструктурных характеристик воды
Молекулярно-статистические свойства «устойчивого» кластера молекул воды
Влияние однородного электрического поля на ориентационную упорядоченность молекул воды
Ориентационные характеристики тонких пленок воды в неоднородном электрическом поле
Гидрофильностъ поверхности и ее влияние на молекулярно-статистические свойства граничных слоев воды
Характеристики тонких пленок разбавленных водных растворов
Влияние концентрации растворенных веществ ва структуру водородных связей
Избирательные характеристики тонких пленок воды по отношению к гидрофобным молекулам
Исследование возможности «соскальзывания» гидратного слоя воды с активных центров веществ при формировании кристаллической структуры Транспортные характеристики жидкостей и газов в пространственно-неоднородных системах
Метод молекулярной динамики для ограниченных систем с жестким кором
Применение метода масштабной частицы
Транспортные, структурные и термодинамические характеристики пленок простых жидкостей
Метод молекулярной динамики для систем весферических частиц с жестким кором
Свойства систем несферических частиц с жестким кором
Пуассоновская модель переноса ионов в каналах
Построение модели ионного канала, выстланного молекулами воды
Водная пора атомных размеров
Динамика прохождения частиц в водных порах атомных размеров
Влияние электрического поля на селективные характеристики водных пор
Описание динамики жидкостей с помощью обобщенного частотного распределения
Автокорреляционная функция скорости протонов молекул воды
Расчет автокорреляционной функции скорости и обобщенного частотного спектра методом молекулярной динамики
Эффекты ориентацией ной упорядоченности молекул жидкости с анизотропными потенциалами взаимодействия
Влияние границы на ориентационную упорядоченность молекул жидкости
Влияние ориентационной упорядоченности молекул на давление в жидких прослойках
Ориентационная упорядоченность в системе нитей конечной длины
Статистическая модель рассеяния ядер при высоких энергиях Механизмы переноса протона в системах с водородной связью
Общие представления об элементарных возбуждениях
Общие представления о движении протонов в молекулярных структурах с водородными связями
Основные уравнения модели описывающей протонную проводимость
Движение протонов без учета взаимодействия подрешеток
Движение протонов при учете взаимодействия смещений подрешеток
Другие солитонные механизмы протонного транспорта в цепочках с водородными связями
Ориентационные дефекты в структуре льда и их роль в протонной проводимости льда и воды
Движение ориентационных дефектов в цепочках молекул воды
Движение ориентационных дефектов под действием электрического поля
Взаимодействие ориентационных дефектов Бьеррума
Движение протонов в приповерхностных слоях воды
Аномальная высокотемпературная сверхпроводимость и механизмы переноса заряда в приповерхностной области
Перенос протона в водных системах вблизи реальной поверхности Процессы адсорбции воды и продуктов диссоциации на поверхности оксидов металлов
Потенциал поверхносги оксидов металлов в поляризационной модели
Свойства молекулы воды и димера воды в однородном электрическом поле
Влияние поля ионов Ве2+, Mg2+ и Аl3+ на устойчивость димера воды
Потенциалы взаимодействия молекулы воды и продуктов ее ионной диссоинации с поверхностью оксида магния
Свойства поверхности алюминиево-магниевых сплавов Влияние внешних воздействий на свойства водных систем
Эффекты радиационного воздействия на физико-химические свойства жидкой воды
Общие представления о физико-химических действиях кавитации
Относительно характеристик переохлажденной воды, льда, талой воды
Относительно влияния свойств талой воды на природные процессы
О влиянии биотропных гелиогеофизических факторов
Протонный механизм влияния магнитного поля на свойства водных систем Проблемы современной физики жидкости Список литературы
оригинальных исследований термодинамических, структурных и спектральных характеристик водных систем, полученные в рамках метода Монте-Карло и молекулярной динамики. Излагается теория нелинейного переноса протона в цепочках молекул воды, связанных водородной связью. Обсуждаются общие закономерности молекулярной организации воды в приповерхностной области, обладающей рядом интересных и уникальных свойств. Для широкого круга специалистов — физиков, химиков, биофизиков, интересующихся проблемами водных систем и физико-химическими свойствами жидкостей. Предисловие редактора
Введение Общая характеристика свойств водных систем
Метастабильные состояния воды
Процессы гидратации
Свойства воды и растворов солей
Опреснительный эффект
Топология структуры и молекулярная динамика жидкости Диффузия в жидкостях и растворах
Модели процесса диффузии
Методы исследования самодиффузии в жидкостях
Исследование самодиффузии молекул воды в водных растворах электролитов
Диффузия ионов в водных растворах электролитов
Одночастичные и коллективные вклады в коэффициент самодиффузии Свойства жидкости вблизи критической точки парообразования
Исследование гравитационного эффекта
Изучение температурной зависимости положения границы раздела жидкость — пар
Исследование формы критической изотермы
Кривая сосуществования индивидуальных веществ
Изотермическая сжимаемость вдоль критической изохоры
Масштабная функция гравитационного эффекта
Рассеяние нейтронов вблизи критической точки парообразования Критические характеристики бинарных растворов
Методы изучения равновесных свойств растворов
Распределение плотности по высоте в бинарных растворах вблизи критической точки парообразования
Концентрация компонентов растворов на критической изотерме
Плотность и парциальная плотность компонентов смеси на кривой сосуществования
Концентрация компонент бинарного раствора на кривой сосуществования жидкость — пар
Масштабные свойства растворов вблизи критической точки парообразования и выбор параметра порядка
Гравитационный эффект вблизи критической температуры расслоения низкомолекулярных жидкостей
Кривая сосуществования в системе жидкость — жидкость вблизи критической точки растворимости
Температурная зависимость положения границы раздела фаз и плотности гомогенного бинарного раствора
Особенности поведения системы полимер — растворитель вблизи критической точки расслоения
Поведение вещества вблизи двойной критической точки Статистическая термодинамика жидкостей
Термодинамические потенциалы
Вычисление средних величин в статистической физике
Конфигурационный интеграл простых систем
Статистический подход к описанию свойств жидких пленок Процессы конденсации и смачивания поверхности
Процессы гомогенной и гетерогенной нуклеации
Угол смачивания
Адсорбция на поверхности твердого тела
Капли на жидких поверхностях и линейное натяжение
Конденсация паров на поверхности твердого тела Методы изучения свойств жидкого состояния вещества
Макроскопические системы
Периодические граничные условия
Метод молекулярной динамики и разностные схемы в молекулярно-динамических расчетах
Транспортные характеристики и коэффициенты переноса
Метод молекулярной динамики для систем частиц с жестким кором
Особенности расчета свойств систем частиц с жестким кором
Метод Монте-Карло в теории жидкостей
Интегральные уравнения в теории жидкостей
Приближения в интегральных уравнениях теории жидкостей
Статистическая модель растворов электролитов Свойства простых жидкостей в объеме и вблизи поверхности по данным вычислительного эксперимента
Основные свойства жидкого состояния вещества
Исследование свойств многочастичных систем
Термодинамика ограниченных систем частиц с жестким кором
Одномерная модель жидких прослоек
Микроструктурные эффекты в жидких прослойках
Влияние молекулярной шероховатости на свойства приповерхностных слоев жидкости
Селективные свойства ограниченных объемов
Адсорбция твердых сфер на идеальной стенке
Концентрационная зависимость структурной составляющей расклинивающего давления в двухкомпонентной системе
Структурное давление на стенки цилиндрической поры
Эффекты изменения размерности в ограниченных объемах жидкости
Свойства ионных систем
Системы заряженных частиц с жестким кором
Влияние ограничивающих идеальных поверхностей на свойства систем заряженных твердых сфер Эмпирические модели потенциалов взаимодействия между молекулами воды
Потенциалы взаимодействия между молекулами воды и ионами
Принципы построения потенциалов межмолекулярного взаимодействия в водных системах
Модифицированная поляризационная модель воды
Квантовомеханические исследования потенциалов межионного взаимодействия
Моделирование взаимодействия ионов с молекулой воды Результаты расчетов методом вычислительного эксперимента свойств воды в объемной фазе
Особенности моделирования водных систем
Результаты расчетов свойств воды и водных систем
Спектральные методы и вычислительный эксперимент
Квантовый локально-модовый анализ
Нормально-модовый анализ как один из основных методов расчета инфракрасных спектров воды Молекулярно-статистические свойства жидкой воды вблизи поверхности
Исследование свойств жидких пленок методами вычислительного эксперимента
Молекулярно-статистические свойства тонких пленок воды
Зависимость характеристик тонких пленок воды от температуры
Эффекты изменения транспортных характеристик в тонких пленках воды
Ориентационная упорядоченность в водных системах
Учет кооперативных эффектов при моделировании микроструктурных характеристик воды
Молекулярно-статистические свойства «устойчивого» кластера молекул воды
Влияние однородного электрического поля на ориентационную упорядоченность молекул воды
Ориентационные характеристики тонких пленок воды в неоднородном электрическом поле
Гидрофильностъ поверхности и ее влияние на молекулярно-статистические свойства граничных слоев воды
Характеристики тонких пленок разбавленных водных растворов
Влияние концентрации растворенных веществ ва структуру водородных связей
Избирательные характеристики тонких пленок воды по отношению к гидрофобным молекулам
Исследование возможности «соскальзывания» гидратного слоя воды с активных центров веществ при формировании кристаллической структуры Транспортные характеристики жидкостей и газов в пространственно-неоднородных системах
Метод молекулярной динамики для ограниченных систем с жестким кором
Применение метода масштабной частицы
Транспортные, структурные и термодинамические характеристики пленок простых жидкостей
Метод молекулярной динамики для систем весферических частиц с жестким кором
Свойства систем несферических частиц с жестким кором
Пуассоновская модель переноса ионов в каналах
Построение модели ионного канала, выстланного молекулами воды
Водная пора атомных размеров
Динамика прохождения частиц в водных порах атомных размеров
Влияние электрического поля на селективные характеристики водных пор
Описание динамики жидкостей с помощью обобщенного частотного распределения
Автокорреляционная функция скорости протонов молекул воды
Расчет автокорреляционной функции скорости и обобщенного частотного спектра методом молекулярной динамики
Эффекты ориентацией ной упорядоченности молекул жидкости с анизотропными потенциалами взаимодействия
Влияние границы на ориентационную упорядоченность молекул жидкости
Влияние ориентационной упорядоченности молекул на давление в жидких прослойках
Ориентационная упорядоченность в системе нитей конечной длины
Статистическая модель рассеяния ядер при высоких энергиях Механизмы переноса протона в системах с водородной связью
Общие представления об элементарных возбуждениях
Общие представления о движении протонов в молекулярных структурах с водородными связями
Основные уравнения модели описывающей протонную проводимость
Движение протонов без учета взаимодействия подрешеток
Движение протонов при учете взаимодействия смещений подрешеток
Другие солитонные механизмы протонного транспорта в цепочках с водородными связями
Ориентационные дефекты в структуре льда и их роль в протонной проводимости льда и воды
Движение ориентационных дефектов в цепочках молекул воды
Движение ориентационных дефектов под действием электрического поля
Взаимодействие ориентационных дефектов Бьеррума
Движение протонов в приповерхностных слоях воды
Аномальная высокотемпературная сверхпроводимость и механизмы переноса заряда в приповерхностной области
Перенос протона в водных системах вблизи реальной поверхности Процессы адсорбции воды и продуктов диссоциации на поверхности оксидов металлов
Потенциал поверхносги оксидов металлов в поляризационной модели
Свойства молекулы воды и димера воды в однородном электрическом поле
Влияние поля ионов Ве2+, Mg2+ и Аl3+ на устойчивость димера воды
Потенциалы взаимодействия молекулы воды и продуктов ее ионной диссоинации с поверхностью оксида магния
Свойства поверхности алюминиево-магниевых сплавов Влияние внешних воздействий на свойства водных систем
Эффекты радиационного воздействия на физико-химические свойства жидкой воды
Общие представления о физико-химических действиях кавитации
Относительно характеристик переохлажденной воды, льда, талой воды
Относительно влияния свойств талой воды на природные процессы
О влиянии биотропных гелиогеофизических факторов
Протонный механизм влияния магнитного поля на свойства водных систем Проблемы современной физики жидкости Список литературы