Kaç Tane Su Molekülü Bir Damlayı Oluşturur?
İtalya’daki araştırmacılar, bir molekül suyu çözmek için kaç molekül suya ihtiyaç duyulduğunu inceledi. Çalışmayı yöneten Milan Üniversitesi’nden Michele Ceotto ‘’Bir su molekülünün, sadece 20 su molekülü ile çevrelendiğinde bir bardak suda olduğu gibi davrandığını görüyoruz.’’ dedi.
Ceotto ve ekibi, spektrumların su kütlesiyle ne zaman eşleştiğini görmek için artan boyuttaki su kümelerinin titreşim spektrumlarını simüle ederek kuantumdan türetilmiş yarı klasik spektroskopi ile su molekülüne baktılar. Bu durumu Ceotto: “İki çözünme kabuğunu oluşturan sadece birkaç su molekülü ile sıvı sudaki titreşim fiziği geri kazanılır.” diye açıkladı. Suyun basit bir tanımında ise; tek tek moleküller, hidrojen bağlarının çift vericisi ve çift alıcısı olarak düşünülebilir. Bunlara ek olarak Ceotto’nun ekibinin bulguları, düzgün dört yüzlü koordinasyonun gerekli olduğunu gösterse de, tüm su molekülünü yansıtmak için bunun tek başına yetersiz olduğunu öne sürdü.
Fotoğraf:(H2O) 19 (üst), (H2O) 21 (orta) ve (H2O) 23 (alt) eğilme, uzama ve birleşik bükülme-salınma bantlarına karşılık gelen tepe noktalı güç spektrumları. Michele Ceotto / Milan Üniversitesi
Almanya’daki Bochum Ruhr Üniversitesi’nde Spektroskopi kullanarak su kümelerini de inceleyen bir diğer bilim insanı olan Martina Havenith-Newen, Ceotto ve ekibinin sonuçlarını şaşırtıcı bulmadı. Sonuçları inceledikten sonra “Ceotto ve ekibinin araştırmalarını şaşırtıcı bulmadım derken demek istediğim şey suyun tuhaf bir madde olduğunu belirtmekti. Herkes tarafından suyun tarif edilmesinde gerçekten zorlandığımız biliniyor. İki veya üç su molekülüne sahip bir modeliniz olsa bile kütleyi tam olarak tanımlayamayacağınız açıktır.” dedi.
Ceotto’nun ekibi, titreşim spektrumunda geniş bir tepe noktası olan su kombinasyon bandını araştırmalarına izin veren kuantumdan türetilmiş bir yöntem kullandı. Bu yöntem sonucunda oluşan sinyaller, iki titreşim modu tarafından verilen bir geçiş birleştiğinde ortaya çıkardı. Sonrasında bu bantla bükülme olur. O – H bağlarının ileri geri döndüğü molekülün salınım hareketleri ile birleşmesinden dolayı su oluştu. Klasik simülasyonlar bunları yeniden üretemezdi, ancak kümedeki merkezi molekül için spektrumun bu kısmı ile suyun titreşim özelliklerinin tam boyutunun yakalandığından emin olmak için tüm su molekülleri arasında bir eşleşme göstermek, yapılan çalışma adına önemliydi.
Ceotto, bu çalışmanın sadece suyun özelliklerini keşfetmekten daha fazlası olabileceğini umuyor. Araştırmasının sonunda: ”Kuantum işlemeye ihtiyaç duyan sadece elektronik hareket değil; ayrıca nükleer hareketi doğru bir şekilde tanımlamak için kuantum mekanik etkilerin dahil edilmesi de gereklidir. Ana hedefim, topluluğa kuantum etkilerini içerebilen ve moleküler mekaniği tam olarak tanımlayabilen sağlam bir moleküler dinamik protokolü sağlamaktır.” dedi. Ekibin gelecekteki çalışmasında ise makro moleküllerin kuantum nükleer tanımını incelemek olduğu belirtildi.
Kaynak: chemistryworld.com
