Theoretical Reflections of Solvation in Polar Media

Abstract: Popular Abstract in Swedish För mer än hundra år sedan visade Hofmeister och Lewith att vissa salter har mer eller mindre förmåga att destabilisera ett protein upplöst i vatten. Ungefär samtidigt, visade Arrhenius att salter upplösta i vatten dissocierar i olika joner. Joner är laddade stabila partiklar som är mycket viktiga för stabiliteten av kemiska och biologiska system. Det har under de senaste decennierna experimentellt visat sig att vissa joner har högre affinitet till ytor än vad andra joner har. Det går dock inte att mäta en enskild jons affinitet till en yta. Vad man mäter är den samlade kraften av alla joner och motjoner. Av dessa data så har man konstruerat en serie som kallas Hofmeister serien och som rangordnar olika joner i styrkan att lägga sig i ytor eller påverka stabiliteten i en proteinlösning. Avhandlingen visar vad det är som avgör om en monoatomär jon har en tendens att lägga sig på ytan av en liten droppe av vatten molekyler. De direkt avgörande parametrarna för att jonen ska lägga sig i ytan är om jonen är tillräckligt stor, har lite laddning eller har en avgörande hög polariserbarhet. För att kunna beskriva hur explicita molekyler eller joner beter sig när de är lösta i vatten, så är det viktigt att man beräknar energin för systemet korrekt. Detta antagande gör alla som sysslar med simulering på molekylär nivå. Vad man då ofta tittar på är om energin är stabil med avseende på parametrar som tex interaktions radier eller att man lägger till ett dielektriskt kontinium utanför sin interaktions radie. Detta görs för att inte beräkningarna ska bli för kostsamma. I denna avhandling så har effekterna av interaktions radier och dielektriska kontinum studerats och jämförts med simularingar av små vattendroppar. Dessa vattendroppar visar sig kunna beskriva den mikroskopiska och makroskopiska bilden. En studie av uranyljonens vatten kemi presenteras också i avhandlingen. Den bekräftar de 5, experimentellt och nu teoretiskt bestämda antalet, vatten molekyler som koordinerar uranyl jonen. Även det experimentellt bestämda koordinationsavståndet bekräftas.