簇状结构预示着酸性的发展

一位诺贝尔奖得主的挑战在10年后得到了答案，这可能有助于我们理解任何与酸有关的东西，从生物信号到燃料电池。

2004年获诺贝尔化学奖约翰芬发出挑战Mark Johnson来自康涅狄格州纽黑文的耶鲁大学，30年前，在对水如何在水溶液中容纳质子的强烈兴趣中，芬恩有了一个奇怪的发现．¹在探索气相质子周围的水簇生长时，他发现由21个水分子和1个质子组成的水簇异常稳定。然而，无论是芬恩还是其他任何人都没有最终证明这种“神奇数字”集群的结构。

约翰逊回忆说，问题在于当时可用的红外光谱学方法无法接触到与质子有关的吸收可能发生的光谱部分。他说:“芬恩向我们提出挑战，要我们用新的IR方法去追踪它。manbetx手机客户端3.0．现在，在芬恩去世10年和4年之后，耶鲁大学的研究团队表示，他们已经找到了答案找到了寻找已久的答案．²约翰逊说:“我们终于追踪到了振动的转变，它告诉我们过量电荷是如何被容纳的。”

除了解决这个特殊的难题，他们的发现将有助于改善弱含水酸的建模，涉及许多不同的领域。“这个新的实验数据提供了一个急需的基准，以指导理论计算存在电荷的水结构，”约翰逊说。

约翰逊说，他的团队花了几年时间建造仪器，使他们能够进行这些测量。他解释说:“现代低温射频离子阱为我们提供了一种更好的方法，可以将离子冷却成明确的形状，在红外光谱中具有更清晰的结构特征。”“再加上更好的红外激光器，可以到达关键的1500-2500厘米^－1区域，结合起来揭示了由于过量质子而导致的关键吸收。”

严峻的考验

然后，耶鲁大学的化学家们就可以将他们所建立的光谱与现有证据所表明的结构进行比较。科学家们已经同意，21-水团簇中的质子被并入了氢_3.O⁺水合氢离子位于水分子笼的顶端。水合氢离子是通过氢原子和周围三个水分子上的氧原子之间的氢键来固定的。

Josep Anglada和Miquel Torrent-Sucarrat来自西班牙巴塞罗那的加泰罗尼亚高级化学研究所之前独立计算了这个结构的红外光谱可能是什么样子．^3.一个关键的预测是，不同振动模式之间的非谐耦合将使水合氢离子中的O-H拉伸缩短500厘米^－1．

到目前为止，还没有人能够在足够低的波数下记录光谱来测试这一点，但约翰逊的团队的光谱恰好显示了这种行为。Anglada评论说:“这些结果为鉴定水合质子打开了一扇广阔的窗口，有助于更好地理解它的行为，这是化学和生物学中的一个基本问题。”

俄亥俄州立大学安妮·麦科伊他之前曾与约翰逊一起研究振动光谱学，但没有参与这项工作，他也认为这些发现“非常重要”。“质子在水溶液中的传输是通过H键网络通过H_3.O⁺”她解释道。“能够在簇上使用光谱，特别是像质子化水21这样的大型簇上使用光谱，提供了一种方法，可以在这些较小物种的光谱中离散分配的特征与酸性溶液的光谱之间建立联系。澳门万博公司利用这种方法，可以通过实验更好地了解质子在水中的传输机制。”

约翰逊现在希望收集更多关于这个基本问题的证据。“我们想看看嵌入水合氢离子的特征是如何随着团簇大小和温度而变化的。程序集需要多大才能模拟真实的文章?”