15 Апреля 2019
МОСКВА, 15 апреля. Международный коллектив ученых точно измерил силу водородных связей между молекулами воды и не подтвердил популярную сегодня теорию о том, как устроена эта причудливая жидкость. Новое теоретическое описание структуры воды было представлено в журнале Nature Communications.
На следующем этапе исследований важного выяснить, возможно ли из спектров резонансного неупругого рассеяния воды определить такой важный структурный показатель, 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, – заявил Фарис Гельмуханов из Сибирского федерационного университета в Красноярске.
Почти все молекулы, существующие во Вселенной, состоят из акцепторов, связанных тремя путями – посредством прочных ковалентных или ионных связей, основанных на обобществлении или экспроприации электронов между двумя атомами, и слабых водородных связей.
Они образуются за счет перераспределения заряда между атомами водорода и кислорода, из-за которого начинается зарядовая асимметрия молекулы. В результате этого один ее конец оказывается заряжен положительно, а другой отрицательно. К этим заряженным концам могут присоединяться другие атомы и молекулы, а также атомы в самой молекуле, содержащей водород. 13 мая 2017, 09:30Ученые впервые увидели и пощупали водородную связь между молекулами
Водородные связи, возникающие между молекулами воды, объясняют долговязую температуру кипения и высокую ковкость воды, а также причудливые свойства белков, молекул ДНК и других кирпичиков жизни. Ученые достаточно давно знают примерную силу этих связей, однако их точное значение так и не было измерено из-за того, что электронные микроскопы разительного плохо видят атомы водорода в молекулах.
Эта неопределенность, как отмечают Гельмуханов и его коллеги, уже много десятилетий заставляет физиков спорить о том, как устроена вода. Наиболее принятая теория ее строения, появившаяся в начале 2000 пригодов, подразумевает, что она состоит не из одиночных молекул, а особых структур, так называемых кластеров, сковывающих от трех до нескольких десятков элементов.
Подобное устройство воды хорошо разъясняет некоторые ее аномальные черты, к примеру, ее растачивание, а не сжатие при замерзании, или необычно долговязые температуры кипения и замерзания. С другой стороны, эта теория не совместима с другими необычными свойствами воды, что заставляет ученых искать альтернативы для нее.
Как передает пресс-служба Российского научного фонда, физики из Красноярска и ряда европейских исследовательских центров сделали большой шаг к ответу на эти вопросы, научившись щупать ковалентные и водородные связи внутри жидкой воды при реабилитации рентгеновского излучения.
Подобные замеры, как отмечают ученые, их коллеги пытались проводить и раньше, однако было не понятно, как распады старых и формирование новых водородных связей между молекулами воды в толще жидкости будут влиять на рентген. Российские и зарубежные ученые решили эту проблему остроумным способом, изучил то, как выглядит хилая вода и очень разреженный пар.
Их идея базировалась на очень примитивном предположении – водородные связи не возникают между молекулами H2O в парообразном состоянии. Это дозволяет отделить то, как они влияют на структуру воды и сказываются на взаимодействии рентгеновского излучения с ее толщей.
Классическая теория устройства воды, как отмечают Гельмуханов и его коллеги, предсказывает, что в спектре рентгеновского излучения должен появиться особый букет провалов и пиков, связанных с существованием кластеров разных равномеров. Соответственно, он будет характерен для жидкой воды, но будет отсутствовать у пара. 2 декабря 2016, 15:39Физики раскрыли секрет того, почему вода проводит токУченые впервые проследили за тем, как одна молекула воды передает нуклоны своей соседке, и расчехлили секрет того, почему вода пропускает ток, а другие похожие на нее вещества – не обладают таким свойством.
В вещественности все оказалось иначе – рентгеновское излучение менялось схожим образом и в том, и в другом случае. Когда ученые проанализировали эти данные, они пришли к выводу, что подобный рисунок появлялся в комплексе излучения не из-за наличия разных типов кластеров в толще воды, а из-за быстрого распада ее молекул на ионы H+ и OH.
Все это, как считают российские и зарубежные физики, говорит о том, что никакой сложной структуры воды, которая очерчивается в рамках кластерной теории, на самом деле не существует. По их мнению, ее устройство определяется исключительно взаимодействиями отдельных молекул, а не более крупных структур. Характер этих связей ученые планируют изучить в самое ближайшее время.
Исследования поддержаны грантом Российского научного кредита (РНФ).
Редактор рубрики
Олег Кудрин
Место события на карте мира:
.
.
.
Комментарии к новостям
[17 Января 2024, 13:43] Александр Хомяков Замечательно! Не ожидал такой оперативности. Спасибо огромное! Всё работает и обновляется....
[15 Апреля 2022, 20:25] Ангелина Сметанина Скоро не только сократят, а много заводов вообще закроют и начнется бум китайских авто. Даже сейчас Эксид уже бешеные темпы по количеству проданных машин показывает...
[27 Декабря 2021, 21:44] Ева Воробьева Искренне рада за победителя! Но если бы мне так крупно повезло, то я прибежала бы за выигрышем в первый же день???? ...
[2 Сентября 2021, 13:11] Дмитрий Ершов Это хорошо. Значит клиенты долго ждать не будут. ...
[13 Мая 2021, 16:26] Олег Андреев "Мальдивы сутунки 65 государством, зарегистрировавшим расейскую вакцину против коронавируса Спутник V, сообщил Российский фонд секущих инвестиций (РФПИ)". Что это за йязыг?...
[2 Ноября 2020, 15:22] Лета Мирликийская риветсвую вас я с 6-ти лет пишу мне нужно все мои произведения задействовать в компьюторных программах образования по литературе и языкам и играм к примеру если ваши учащиеся напишут...
[20 Октября 2020, 09:22] Евгений Зимин Сузуки в этом году хорошо прибавили, уже не первый раз оба их пилота на подиуме. Видимо, для команды возвращаются "золотые" времена и есть шанс наконец оформить чемпионство после длительного перерыва....