從溶液中碳酸鈣成核的機制依賴(lài)于多級途徑和物種的存在遠比簡(jiǎn)單的離子或離子對復雜被提出，在此，我們提供了一個(gè)緊密耦合的理論和實(shí)驗研究的路徑，在碳酸鈣成核的初始階段。

　　從分子模擬出發(fā)，我們成功地預測了過(guò)飽和碳酸鈣溶液的體積熱力學(xué)量和實(shí)驗數據，包括平衡常數、滴定曲線(xiàn)和詳細的x射線(xiàn)吸收光譜，完全符合離子和離子對占主導地位的團簇布居的經(jīng)典觀(guān)點(diǎn)，同時(shí)伴隨著(zhù)遵循經(jīng)典成核理論的自由能景觀(guān)。

　　一個(gè)多世紀以來(lái)，人們從經(jīng)典成核理論(CNT)的角度來(lái)看待電解質(zhì)溶液的成核，CNT的理論基礎是兩個(gè)關(guān)鍵原理，先，由于與固液界面形成相關(guān)的表面張力，形成核的自由能屏障;這導致在化學(xué)勢驅動(dòng)力允許團簇自發(fā)生長(cháng)之前，團簇必須超過(guò)臨界尺寸。

　　由于系統固有的熱漲落，團簇能夠克服這一障礙，盡管自由能呈上升趨勢，但允許添加單個(gè)離子或分子，這兩個(gè)原則表現出自洽性，因為必須花費大量的工作來(lái)增加亞臨界團簇的大小，團簇的數量密度隨團簇大小呈指數衰減。