摘要：醇含有極性的羟基OH基团，代表式为ROH，R表示烃基。甲醇、乙醇都属于羟基与烃基中烷基相结合的烷基醇，如甲醇CH3OH是由甲烷CH4中一个氢分子被OH取代而成，它们的通式也可用CnH2n+1OH表示。醇燃料的化学结构，碳原子数少及含较多的氧，是决定其理化性质与燃料特性的重要因素。甲醇能与水无限互溶，轻质、低污染是一种无色、略有臭味、的可燃液体。甲醇结构中无C-C键，只含有一个C原子，含氧为50%，是一种较清洁的含氧燃料。
　　关键词：醇燃料径向分布函数配位数氢键
　　1引言
　　由于醇类物质都具有极性，且液态醇分子间有氢键的相互作用，形成缔合分子，存在缔合作用，这种缔合过程是可逆的，且进行缔合时放热，必须给予较多的热量，才能减弱或破坏这种缔合，因此甲醇的汽化潜热比汽油约大3.6倍。研究醇燃料燃烧物中H-O的径向分布函数和氢键作用能提高醇燃料的开发和使用。
　　2 理论方法
　　本文应用计算机采用分子动力学方法来模拟计算分子间的相互作用，混合的二元溶液分子之间的相互作用的描述是实验成功的关键，重点在于选择精确的势能模型。研究发现，描述CO2分子相互作用的势能模型有很多，用OPLS势能模型能准确描述分子相互作用[1-2]。基于之前的研究经验，在本文中我们采用OPLS模型，分子间的相互作用势能表示如下
　　（2-1）式中第一项是静电相互作用，第二项是短程Lennard-Jones 作用，为分子间的相互作用势能；代表第个原子或粒子上所带有的电荷；为原子或粒子与间的距离；和为Lennard-Jones交互作用参数，采用Lorentz-Berthelot规则计算。
　　配位数（coordination number）在一定程度上讲，配位数的多少，表明了该粒子周围的粒子分布密度，也能反映该粒子周围区域密度的大小。是指某个粒子的最近邻粒子个数。其计算公式如下：
　　（2-2）物质液态时形成氢键，某些晶态甚至气态物质之中也存在氢键，如气态、液态和固态的HF中都有氢键。常见的具有氢键的物质如水、水合物、氨合物、无机酸和某些有机化合物。物质形成氢键后，熔、沸点会降低。如分子内有氢键作用的邻硝基苯酚熔点（45℃）比有分子间氢键的间位熔点（96℃）和对位熔点（114℃）都低。氢键不仅影响物质的溶解度，粘度，密度，熔点、沸点，对物质熔化或气化时也需要提高温度来打破分子间的氢键作用，因此这些物质的熔点、沸点比同系列氢化物的熔点、沸点要高。在极性溶剂中，HF和HN3在水中的溶解度比较大，是由于溶质分子与溶剂分子之间形成氢键，溶质的溶解度会增大。
　　实验中采用Nose-Hoover 热浴法控制温度，模拟系综为正则系综（NVT），起始构型是面心立方晶格，包含500个水和CO2的分子总数。
　　3 结果分析
　　本文计算了H2O中的H与CO2中的O形成的 H-O的径向分布函数和配位数，结果显示随着温度的升高H-O的径向分布函数呈减小趋势，配位数呈增大趋势，说明其氢键作用增强，如图2.8所示。当体系压强减小，温度增加时，体系密度增大，H、O之间的距离减小，因而增加了O出现在H周围的机率，氢键作用力增强。在相同温度448.15K条件下，增加水浓度，H-O配位数减小，这是由于虽然水分子数增加，增大了H、O结合的概率，但体系的压强是逐渐减小的，H、O之间的距离增大，H、O结合的概率减小，氢键作用力减弱。因此可以得出结论：压强对配位数和氢键影响较显著，温度和浓度对配位数和氢键的影响则较小，增大压强时配位数和氢键的数值都增大。
　　4 结论
　　通过结果分析我们可以得出结论，二氧化碳与水之间的配位数与氢键作用受压强作用较温度与浓度作用明显，在醇燃料的使用中我们可以利用压强来改变燃烧物的性质从而提高醇燃料的使用。
　　参考文献：
　　[1] Murthy S F，Oshea，McDonald I R，1983 Mol. Phys. 50 531
　　[2] Jorgensen W L，1986 J. Chem. Phys. 90 1276