Bilim Adamları Daha Küçük Su Damlasında Üç Boyutlu Bir Yapı Keşfediyor
Su ve diğer maddelerle etkileşimleri insan hayatı için çok önemlidir. Bununla birlikte, sıvı suyun yapısını ve hidrojen bağı ağlarını anlamak zor bir iş olmuştur.
Önceki çalışmalara göre, su trimerleri, tetramerler ve döngüsel minimum enerji yapılarına sahip pentamerlerdeki tüm oksijen atomları iki boyutlu (2-B) bir düzlemde mevcuttur. Aksine, su heksamerleri siklik olmayan üç boyutlu (3-D) yapılara sahiptir. Bu nedenle, su heksameri uzun zamandır 3-D hidrojen bağlama ağına sahip en küçük su damlası olarak düşünülmüştür.
Bu anlayış şimdi Çinli bilim adamlarının çalışmaları nedeniyle değişti.
Tsinghua Üniversitesi’nden Prof. Li Jun ile birlikte, Çin Bilimler Akademisi’nin Dalian Kimyasal Fizik Enstitüsü’nden (DICP) Profesör Jiang Ling ve Profesör Yang Xueming tarafından yönetilen bir araştırma ekibi, şu anda döngüsel olmayan 3- Su kümelerinin D yapısı düşük sonlu sıcaklıklarda pentamerler ile var olmaya başlar.
Çalışma 15 Haziran’da Ulusal Bilimler Akademisi Bildiriler Kitabı’nda ( PNAS ) yayınlandı.
Profs. Jiang ve Yang, ayarlanabilir vakum ultraviyole içermeyen elektron lazerine (VUV-FEL) dayanan nötr kümelerin kızılötesi spektroskopisi yöntemini geliştirdi . Bu yöntem, daha önce incelenemeyen çok çeşitli nötr kümelerin titreşim spektrumlarının incelenmesi için yeni bir paradigma yaratır.
VUV-FEL tabanlı IR şemasını kullanarak, boyut seçimli nötr su kümelerinin IR spektrumlarını ölçtüler. Farklı yeni OH gerilme titreşim temelleri 3500-3600 cm gözlenen -1 bölge (H 2 O) 5 bir siklik olmayan pentamer oluşumunu gösteren eşsiz spektral imzaları sağlar.
Prof. Li’nin ekibi, bu kümelerdeki yapısal ve spektral değişiklikleri anlamak için kuantum kimyasal çalışmalar yaptı. Üç kümeli iki elektronlu (3c2e) bir model, su kümelerinin hidrojen bağlama ağının yapışma niteliğini tanımlamak için önerildi.
Sonuçlar, OH germe bölgesindeki çarpıcı spektral değişikliğin, sonlu sıcaklıkta pentamerlerde 3-D hidrojen bağlanma ağlarının ortaya çıkmasına atfedilebildiğini gösterdi, bu da su kümelerinin heksamerlerden değil pentamerlerden başlayarak siklik olmayan bir 3-D yapı sergilediğini düşündürmektedir. , daha önce düşündüğüm gibi.
Bilim adamlarının bulguları , yoğunlaştırılmış fazdaki suyun ana yapısal özelliklerinden ve özelliklerinden sorumlu olan hidrojen bağ ağlarının yapısal çeşitliliğinin tutarlı bir resmini sunmaktadır.
Kaynak: phys.org
