Sブロックカチオン性金属イオン水クラスターの非放射性減衰プロセスに対する電荷と溶媒和シェルの影響

分子間クーロン崩壊または電子移動媒介減衰は、分子が緩和できる自己固有化プロセスです。この緩和は、内側の価数のイオン化ポテンシャル（IP）がシステムの二重イオン化電位（DIP）を超える場合にのみ可能です。電荷と溶媒和シェルの効果を研究するために、Na+ - （H2O）nおよびMg2+ - （H2O）nのさまざまな最適化された構造におけるNa-2sおよびMg-2s一時的結合状態のIP、DIP値、および寿命を計算しました。（n = 1-5）マイクロ溶媒和物クラスター。ここで、n水分子は金属イオンに直接結合し、残りが水分子に結合するように分布しています。1番目と2番目の溶媒和シェルは、前者の名前と後者の水結合位置の名前です。与えられたNの場合、水分子が2番目の溶媒和シェルにある場合、減衰状態の寿命は長くなります。Mg2+ - （H2O）NクラスターのすべてのN値に対してMg-2p状態は減衰することがわかりましたが、Na-2p状態の減衰はNa+ - （H2O）NクラスターのN≥2で可能です。私たちの発見は、金属イオンの電荷の影響、異なる溶媒和シェル構造、および減衰率に対する水分子の数を強調しています。これらのシステムは人体に関連しているため、この研究を重要にします。

Intermolecular Coulombic decay or electron transfer-mediated decay are the autoionization processes through which a molecule can relax. This relaxation is only possible if the inner valence's ionization potential (IP) exceeds the system's double ionization potential (DIP). To study the effects of charge and solvation shell, we have calculated the IP, DIP values, and lifetime of Na-2s and Mg-2s temporary bound states in various optimized structures of Na+-(H2O)n and Mg2+-(H2O)n (n = 1-5) micro-solvated clusters, where n water molecules are distributed in a way that some are directly bound to the metal ion and the rest to the water molecules. The first and second solvation shells are the names for the former and the latter water-binding positions, respectively. For a given n, the lifetime of decaying states is longer when water molecules are in the second solvation shell. We found that the Mg-2p state can decay for all n values in Mg2+-(H2O)n clusters, whereas the Na-2p state's decay is possible for n ≥ 2 in Na+-(H2O)n clusters. Our findings highlight the influence of metal ions' charge, different solvation shell structures, and the number of water molecules on the decay rate. These systems are relevant to the human body, which makes this study significant.