首次！科学家“看到”了水中的氢键网络

首次！科学家“看到”了水中的氢键网络

洛桑联邦理工学院Sylvie Roke教授团队在《Science》上发表最新研究，通过开发关联振动光谱（CVS）技术，首次精确解析了水中的氢键网络。研究发现，氢氧根离子（OH-）向水的氢键网络捐赠了约8%的负电荷，而水合氢离子（H3O+）则从氢键网络中接受了约4%较少的负电荷。此外，重水（D2O）相较于水（H2O）具有约9%更多的氢键，且酸性溶液中的NQE效应更为显著。

水分子之间的氢键网络对水的物理化学性质有着重要影响。然而，由于其复杂性，传统技术难以准确测量。为了解决这一难题，洛桑联邦理工学院Sylvie Roke教授团队开发了一种名为关联振动光谱（CVS）的新技术。

研究团队通过CVS技术，成功量化了水中的电荷转移和核量子效应（NQE），并深入理解了氢键网络的结构变化及其对水性质的影响。研究发现，氢氧根离子（OH-）向水的氢键网络捐赠了约8%的负电荷，而水合氢离子（H3O+）则从氢键网络中接受了约4%较少的负电荷。此外，重水（D2O）相较于水（H2O）具有约9%更多的氢键，且酸性溶液中的NQE效应更为显著。

这项研究为水的氢键网络提供了新的实验方法和理论依据，并展示了CVS技术在探测水结构及其他系统中的潜力。

原文链接：
Dissecting the hydrogen bond network of water: Charge transfer and nuclear quantum effects
Science

本文原文来自booksci.cn