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水怎么成冰?科学家发现最小冰立方新结构

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水怎么成冰?科学家发现最小冰立方新结构
科技日报讯 (记者郝晓明)11月2日,记者从中国科学院大连化物所得悉,该所江凌研讨员和杨学明院士团队与清华大学李隽教授研讨组协作,使用自主研发的根据大连相干光源的中性团簇红外光谱试验办法,发现了多个最小冰立方的新结构,这些最小冰立方是由8个水分子组成的水团簇,这为揭开冰的微观结构和构成机制供给了新思路。相关成果于近来宣布在《天然·通讯》上。 冰在咱们的日子中是普遍存在的。但是,因为冰的结晶进程十分敏捷而且难以操控,准确解析微冰结构和构成机制仍是一个巨大的科学难题。研讨水分子怎么一步步生长为水分子团簇、液态水和冰的进程,对了解冰的微观结构和构成机制至关重要。 江凌和杨学明团队使用自主研发的中性团簇红外光谱试验设备在研讨中发现,中性水分子八聚体(H2O)8的红外光谱呈现出冰的光谱特征。此外,李隽研讨组选用自编的TGMin程序结合高精度的量子化学理论办法,计算出水分子八聚体的各种安稳结构和红外光谱,理论成果与试验成果高度符合,阐明这些最小冰立方是由8个水分子组成的水团簇。 研讨成果表明,水分子八聚体存在5个安稳的立方体结构,其间3个水立方体结构是初次被试验观测到。这些立方体结构中的水分子均以三配位的方法结合在立方体的顶角,这些特别结构的优异安稳性源于很多的离域三中心二电子氢键效果。 该研讨提醒了最小冰立方的多个新结构,为揭开冰的微观结构和构成机制尤其是“速冻”供给了新思路,关于大气科学和水科学等范畴的研讨具有重要的科学含义。

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