Опровергнута теория строения воды
Ученые Сибирского федерального университета совместно с коллегами из Королевского института технологий Швеции опровергли самую популярную ныне кластерную теорию строения воды. В ходе работы исследователи предложили новую теорию, которая согласуется с результатами их эксперимента. Работа опубликована в журнале Nature Communications. Исследования поддержаны грантом Российского научного фонда.
Вода — одно из самых распространенных, но в то же время необычных веществ на Земле. Она обладает рядом нетипичных свойств, объясняемых ее особой структурой, например, высокой теплоемкостью и низкой электропроводностью. Общепринято, что вода состоит из молекул Н2О, объединенных в группы так называемыми водородными связями. Их наличие обусловлено притяжением между положительно заряженными атомами водорода и отрицательно заряженными атомами кислорода.
Свободные, не входящие в кластеры (группы молекул, связанных водородными связями) молекулы присутствуют в лишь в небольшом количестве. Mногие ученые считают, что вода — постоянно изменяющаяся смесь кластеров легкого и тяжелого типов. В первом молекулы связаны друг с другом (как во льду), а во втором связи нарушены, благодаря чему такие системы более плотные. Наличие этих фаз можно обнаружить при помощи резонансного неупругого рассеяния рентгеновских фотонов водой. При этом виден переход, в котором электрон с занятой молекулярной орбитали заполняет дырку, на месте которой был выбитый ранее фотоном электрон. Эксперимент с жидкой водой показывает расщепление резонанса на два пика. В научной литературе получившийся дублет приписывается кластерам легкого и тяжелого типов.
Чтобы пролить свет на эту фундаментальную проблему, авторы работы провели эксперимент с парами воды, где нет водородных связей. В ходе исследования они измерили спектр резонансного неупругого рассеяния изолированной молекулы. Эксперименты привели к неожиданному результату и показали, что точно такое же расщепление резонанса на два пика присутствует в рентгеновских спектрах рассеяний молекул воды в газовой фазе. Более того, выполненные теоретические расчеты однозначно объясняют расщепление на спектре сверхбыстрым распадом (диссоциацией) молекулы воды на ионы Н+ и ОН-. Таким образом, исследование свидетельствует о динамической природе расщепления резонанса и опровергает структурный механизм, тем самым демонстрируя, что структура воды однородна.
Второй не менее важный результат этой работы — получение детальной структурной информации о том, как влияют водородные связи на силу OH-связи. Колебательная инфракрасная (ИК) спектроскопия — общепринятый инструмент для исследования водородных связей в жидкостях. Но в них ИК-спектроскопия показывает лишь наиболее интенсивный переход в состояние с минимальной энергией колебаний, которое «слабо чувствует» межмолекулярное взаимодействие. Спектроскопия резонансного неупругого рассеяния воды качественно отличается от ИК-спектроскопии тем, что, получив энергию от рентгеновского фотона, электрон кислорода переходит с самой глубокой орбитали на первую незанятую. В результате молекула воды быстро диссоциирует.
В процессе возбужденный электрон переходит обратно на самый глубокий уровень, испуская фотон. Частота колебаний испущенного фотона отличается от возбуждающего фотона, так как при этом переходе электрон попадает на уровни с большей энергией. Таким образом, в отличие от ИК-спектра, спектр резонансного неупругого рассеяния состоит из протяженного набора колебательных пиков. Чем выше колебательное состояние, тем дальше атомы водорода удаляются от кислорода в процессе колебаний связи между О и Н и тем сильнее это колебание чувствует взаимодействие с ближайшей молекулой воды, а именно водородную связь. Резонансное неупругое рассеяние дает уникальную возможность исследовать водородные связи, в частности определить на основании спектра, как влияют соседние молекулы через водородную связь на потенциал взаимодействия OH-связи.
«Важно отметить, что, в отличие от изолированной молекулы воды с одной энергией взаимодействия О и Н, в жидкости имеется набор (распределение) таких энергий в силу многообразия ближайшего окружения молекулы воды. Таким образом, второй результат работы — измерение распределения OH-потенциалов в сети постоянно изменяющихся водородных связей. На следующем этапе исследовании? необходимо выяснить, возможно ли из спектров резонансного неупругого рассеяния воды определить такой важный структурный параметр, как среднее число связей молекулы. Он определяет энергию взаимодействия последней с ее окружением, а значит, и такие свойства, как скорость звука в воде и ее теплоемкость», — дополняет Фарис Гельмуханов, доктор физико-математических наук, профессор Королевского технологического института (Стокгольм, Швеция), старший научный сотрудник Сибирского федерального университета. В работе также приняли участие ученые из Университета Потсдама (Германия), Университета Цюриха (Швейцария) и Университета Турку (Финляндия).
Источник
Подписка на новостой RSS-канал сайта
Получать новости сайта по почте
Контактный адрес для любых сообщений
МЕНЮ
Архив материалов
Подписка на новости
Новости криптозоологии
Хроники природных катастроф
ПОСЛЕДНИЕ НОВОСТИ
18.03.2018 - 02.05.2018 (990)
03.05.2018 - 11.06.2018 (1000)
12.06.2018 - 18.07.2018 (990)
19.07.2018 - 24.08.2018 (1000)
25.08.2018 - 02.10.2018 (1000)
03.10.2018 - 07.11.2018 (990)
08.11.2018 - 13.12.2018 (990)
14.12.2018 - 23.01.2019 (1000)
24.01.2019 - 02.03.2019 (1000)
03.03.2019 - 12.04.2019 (1010)
13.04.2019 - ...
Последние аномальные новости

Бристольский университет удалил заявление о разгадке манускрипта Войнича

Вблизи протозвезды обнаружили монооксид алюминия

Возможны ли путешествия во времени

Десять фактов о смерти

Доказали возможность путешествий во времени

Жуткая традиция засушенных человеческих голов

Кто, как и зачем создал тысячи гранитных кувшинов

Петроглифы камня Кочно остаются неразгаданными

Почему Пентагон возобновил программу слежки за НЛО

Призрак в доме наркобарона Пабло Эскобара

Пророчества Айзека Азимова сбываются одно за другим

Путешественники во времени. Гении или лжецы

Путешественники во времени. Что не так

Раскрыли тайное общество каннибалов

Расшифровано пророчество Нострадамуса на 2019 год

Речное чудище сняли в канадском парке Банфе

Рукопись Войнича. Как ученые делают сенсации из ничего

Случаи ловли необычных рыб

Сотрудник НАСА заявил, что Земля - плоская

Умер мужчина из старейшей в мире супружеской пары

Самодельная сушилка для овощей

Кошачий уголок или что можно сделать своими руками для кота

Как сделать интерьерную куклу своими руками

Особенности правильного выбора лупы для анализа мелких объектов

Завивка волос дома с помощью подручных средств

Как научится всё успевать

Самостоятельно клеим обои

Как правильно клеить гипсокартон на стену

Что такое скрапбукинг

Канцтовары. Офисные принадлежности на ходу

Что взять с собой в поезд в дальнюю поездку

Принт на чашке - оригинальный подарок на любое событие

Более 100 древних храмов нашли в Камбодже

Вселенная как мегаполис

Где растёт дуб-часовня

Гигантский паук Джейба Фофи

Детально засняли формирующуюся планетную систему

Женщина обнаружила на пляже рыбу с человеческими зубами

Инопланетяне вышли на связь со своими из Швеции

Когда жители мегаполисов пересядут на летающие такси

Кто поможет раскрыть главную тайну Вселенной

Лазерное оружие определит потенциал российской армии

Море вокруг Ирана сделалось красным

Наблюдения необычных НЛО. Треугольники и парящие шары

НЛО пролетел над Смоленском

Огненный шар завис над Алжиром

Подросток обнаружил экзопланету с двумя Солнцами

Причина гибели цивилизации Наска

С начала года в Подмосковье родились 60 двойняшек

Световые феномены в небе подозрительно участились

Темные оккультные практики

Чупакабра пугает жителей поселка Крылова

В лесах Лаоса нашли древние кувшины мертвых

Женщина сняла призрака в эстонском замке

Загадочный армянский Караундж

Когда нужно идти к экстрасенсу

Конец света наступит очень скоро

НЛО сняли над Йошкар-Олой

Опровергнута популярная теория об эволюции человека

Первые итоги изучения плоской планеты Ультима Туле

Полтергейст или ахинея

Поляризация света протопланетных дисков укажет на аксионы

Понять содержание манускрипта Войнича невозможно

Предрекли исчезновение миллионов рабочих мест из-за роботов

Раскрыта загадка египетской пустыни

Создан первый полностью искусственный живой организм

Странное существо заметили на Суздальских озерах

Тайны древних камней

У людей не нашли ни одного инстинкта

Учителя литературы уволили из-за заклятия Ктулху

Эзотерика была, есть и будет

Является ли человечество космическим экспериментом

Как привлечь любовь с помощью фен-шуй

Армия США заказала разработку боевого лазера

Ведьмовские пруды в Румынии и США

Девушка плачет кровавыми слезами

Загадки собора Святой Софии

Загадки Тургайских геоглифов

Загадочные подводные личинки ставят ученых в тупик

Инопланетное вмешательство. Отрицательный резус-фактор

Инопланетяне давно обитают на обратной стороне Луны

История особняка с привидениями в Иллинойсе

Комета Чурюмова-Герасименко посылает в космос радиосигналы

Лечение навозом, голубями и вареными крабами

Невероятные круги в небе над Курском

Недра обратной стороны Луны удивили ученых

Необычную молнию запечатлели во Флориде

НЛО замечен у одной из гостиниц Питербурга

Образ Христа возник над Аргентиной

Рыбак поймал мини-кракена

Таинственные белые кольца в орловском небе

Умер физик и исследователь НЛО Стэнтон Фридман

Что мы знаем о Лох-Несском чудовище

Академик расшифровал манускрипт Войнича

Американские военные всерьез занялись НЛО

Ближним боем на истребителях США будет управлять ИИ

В Австралии родился двухголовый теленок

В доме актрисы поселился агрессивный полтергейст

В Москве появился свой Синь камень

Ватикан провел уроки экзорцизма для священников

Женщина нашла потерянный 40 лет назад кошелек

Искусственный интеллект будет выбирать рецензентов

Какие планеты переживут смерть своей звезды

Мужчина 30 лет играл в одну и ту же лотерею и выиграл

Мужчина съел 116 гвоздей и выжил

НЛО замечен возле МКС

НЛО сняли в небе над Электросталью

Пророчество о распаде Украины

Светящийся НЛО пролетел над Аризоной

Сияющие шары в подвале заинтересовали кота

Странные звуки пугают жителей Словакии

Тайную комнату нашли под дворцом Нерона

Экстрасенс Николь Кузнецова рассказала о своем состоянии

В атмосфере ультрагорячего юпитера нашли пары иттрия

В Малайзии закрыли больницу, где людей запугивали привидения

Вера в пришельцев и Атлантиду переживает расцвет

Вещий сон принес мужчине состояние

Во все времена вера в сверхъестественное привлекала людей

Девочка-лунатик упала с 11 этажа и выжила

Инопланетяне действительно существуют

Камера наблюдения записала угрозы невидимки

Мальчик пробыл 25 минут под водой и выжил

Мотоциклист из ниоткуда спровоцировал аварию

На Марсе может быть жизнь. Но как ее искать

Призрака сняли в старинном валлийском особняке

Призраки и паранормальные явления Рима

Самая таинственная книга Гермеса Трисмегиста

Самое жуткое кладбище в мире

Связь волосатых человекоподобных существ и каменных кругов

Тайна исчезающего дома в чаще леса

Турецкий пилот запечатлел НЛО во время полета

Фотограф отправляется искать монстра озера Илиамна

Ясновидящую арестовали за долги

Загадка шотландских водяных лошадей

Загадочная цивилизация майя не дает покоя ученым

Как зародилась жизнь на планете Земля

Каким образом можно научить компьютер понимать речь человека

Каким образом плацебо оказывает положительный эффект

Легенда об Адской гончей из Северной Каролины

Люди-химеры. Эпоха пост-природы

Обнаружен сезонный круговорот воды на Марсе

Общение с помощью мыслей становится реальностью

Одинаково ли люди видят окружающий мир

Останки непонятного существа найдены во Флориде

Почему люди ищут спасение в магии

Представлен план по колонизации орбиты Земли

Самолеты древности - Виманы

Странные мальчики в лесу Ньюфаундленда

Существуют ли человеческие феромоны

Тело человека - это тело солнечной системы

Третья мировая начнется в Басре и после чего прибудет Нибиру

Что было до Большого взрыва

Что же исследователи нашли в Антарктиде за 200 лет

Где реально мог бы укрыться Адольф Гитлер

Граница между мирами

Гуляющая по крышам гаражей корова озадачила россиян

Житель Техаса увидел на дороге странного человека

Исполняем желания с помощью макияжа

Как тайные общества управляют движением полюсов

Красный призрак Аризоны

Можно ли с помощью пасьянса узнать свою судьбу

Мы живем в 1722, а не в 2019 году

Непонятные обычаи моей бабушки

Окутанная тайной дыра на территории Антарктиды

Попугай купился на детский розыгрыш

Послания потомкам и инопланетянам

Почему люди видят призраков

Приблизились к разгадке тайны Стоунхенджа

Прототип межзвездного зонда был испытан на воздушном шаре

Пятилетка удачи

Таинственные субнептуны богаты водой

Титаник создал воронку времени и она еще не закрыта

Факты о секретной Зоне 51

Особенности выбора мебели в офис и кабинет руководителя

Загадки безлюдного острова Буве

Загадочные психические расстройства

Загадочный древний город погибший в песках Аравии

Как голод может продлить жизнь

Клоун переполошил целый город в США

Легенда о Ла Йороне

Место силы в Волжском

НЛО - это машины времени

НЛО вылетел из красной тучи над Пхукетом

О, жуткий новый мир

Параболическую антенну заметили на Луне

Пассажир авиалайнера снял НЛО

Подписка на новости сайта
Наверх
Рейтинг@Mail.ru Яндекс.Метрика