Hydration free energy of hard-sphere solute over a wide range of size studied by various types of solution theories

Abstract

The hydration free energy of hard-sphere solute is evaluated over a wide range of size using the method of energy representation, information-theoretic approach, reference interaction site model, and scaled-particle theory. The former three are distribution function theories and the hydration free energy is formulated to reflect the solution structure through distribution functions. The presence of the volume-dependent term is pointed out for the distribution function theories, and the asymptotic behavior in the limit of large solute size is identified. It is indicated that the volume-dependent term is a key to the improvement of distribution function theories toward the application to large molecules.Вiльна енергiя гiдратацiї твердих сфер в широкому iнтервалi розмiрiв розрахована методами енергетичного представлення, iнформацiйно-теоретичного пiдходу, методом базисних взаємодiючих силових центрiв та на основi теорiї масштабної частинки. Першi з трьох пов’язанi з методом функцiй розподiлу, а вiльна енергiя гiдратацiї вiдображає структуру розчину через функцiї розподiлу. Присутнiсть об’ємно-залежного доданка виходить за рамки теорiй на основi функцiй розподiлу. Асимптотична поведiнка в границi великої твердої сфери є iдентифiкована. Це вказує, що об’ємно-залежний доданок є ключовим для покращення теорiй, базованих на функцiях розподiлу, в застосуваннях до великих молекул.