Surface and interior anion solvation in water clusters

School of Chemistry, Tel Aviv University, Ramat Aviv, 69978 Tel Aviv, Israel.

Abstract

We describe the cluster size dependence of the vertical electrostatic stabilization energies E_STAB(n) of mass-selected I^-(H₂O)_n (n = 7-60) clusters in terms of classical electrostatic solvation models for interior solvation, solvation inside the cluster surface and solvation on the cluster surface. Surface anion solvation in clusters of polar and polarizable molecules yields higher vertical electron detachment energies than those for internal anion solvation. The experimental results for E_STAB(n) fit somewhat better the model of anion surface solvation and extrapolate well to a value of E_STAB(∞) for solvation inside the surface.

Résumé

Les énergies verticales de stabilisation électrostatiques E_STAB(n) d'agrégats I^-(H₂O)_n (n = 7-60) sélectionnés en masse sont discutées à l'aide de modèles classiques de solvatation électrostatique: solvatation au cœur, sous la surface ou à la surface des agrégats. La solvatation d'anions en surface d'agrégats de molécules polaires ou polarisables conduit à des énergies verticales de détachement de l'électron plus grandes que celles obtenues pour des anions solvates au cœur de ces agrégats. Les mesures expérimentales de E_STAB(n) sont en meilleur accord avec le modèle de solvation de l'anion en surface et évoluent vers une solvatation sous le surface de l'agrégat lorsque n tend vers l'infini.