Structure and dynamics of liquids from nmr relaxation. some selected examples

Institut für Physikalische Chemie und Elektrochemie der Universität Karlsruhe, Kaiserstr. 12, D-7500 Karlsruhe, W.-Germany.

Abstract

First very briefly the basic physical principles are presented from which the following results are derived. As a first group of examples a number of hydration and solvation structures around the ions F^-, Na⁺, and l- is given. Some molecular pair configurations of maximum occurrence probability in mixtures with acetic acid and of liquid formic acid are shown. The connection with X-ray and neutron diffraction data is discussed. Then a general criterion for the existence of association in liquids is given. Among the cases of application the problem of hydrophobic association and the effect of preferential solvation are considered. In the field of molecular motions in liquids our interest is only devoted to the problem of internal motion. The molecules treated are ethanol, i-propanol, methanol and toluene, partly in mixtures with other substances. It will be shown that the current theoretical approaches do not give a satisfactory description of the observed data.

Résumé

Tout d'abord sont présentés rapidement les principes physiques de base dont on déduit les résultats suivants. Comme premier groupe d'exemples on donne un certain nombre de structures d'hydratation et de solvatation autour des ions F^-, Na⁺ et l^-. On montre quelques configurations de paires moléculaires ayant un maximum de probabilité d'existence dans les mélanges entre l'acide acétique et l'acide formique. La connexion avec les résultats de diffraction des rayons X et des neutrons est discutée. On donne ensuite un critère général pour l'existence d'association dans les liquides. Parmi les cas d'application, on considère le problème d'association hydrophobe et les effets de solvatation préférentielle. Dans le domaine des mouvements moléculaires dans les liquides, nous portons l'accent sur le problème des mouvements internes. On traite du cas de l'éthanol, de l'i-propanol, du méthanol et du toluène, mélangés avec d’autres substances. On montre que les approches théoriques courantes ne donnent pas une description satisfaisante des données observées.