You are here

Тетраэдрическая структура воды подтверждена путем моделирования

Химики показывают структуру водных молекул в виде шарнирной модели. В то же время изображение соседних атомов, которые образуют водородные связи, выполняют с точки зрения науки в виде электронных облаков. Таким образом, ученые смоделировали реальное поведение водородных связей в молекуле воды и смогли установить, что даже не принимая во внимание совсем недавно открытые флуктуации, структуру молекул воды можно, как и прежде считать тетраэдрической. Работа, подтверждающая такие данные, была опубликована в научно-популярном журнале Nature Communication. В то же время краткое содержание материала находится на сайте известного университета Иоганна Гутенберга в Майнце.

Предположение о локальной тетраэдрической структуре воды была сделано еще больше ста лет тому. Под такой структурой имеется в виду существование связи каждой отдельной молекулы жидкости с другими четырьмя молекулами. В таком случае одна пара водородных связей по сути считается акцепторной, а другая пара считается донорной. Указанная четверка связей создает с практической точки зрения тетраэдр правильной формы. В центре тетраэдра располагается молекула H2O.

Еще в 2004 году группой международных ученых в журнале Science был представлен материал, который заставил сомневаться в такой модели. Основные выводы ученые сделали, выполнив анализ воды под воздействием рентгеновского диапазона, которые дали возможность увидеть наличие всего двух водородных связей, а не заявляемых ранее четырех.

В процессе выполненных экспериментов учеными выполнено компьютерное моделирование состояния водородных связей, получив возможность обнаружить флуктуации в интенсивности их взаимодействия. Каждой молекулой в среднем были образованы пара акцепторных, а также пара донорных связей, однако сила взаимодействия между ними в каждый отдельный момент времени отличалась.

Наличием водородных связей можно дать объяснение многим уникальным свойствам самой обычной воды, к примеру, достаточно высокую температуру кипения воды. Кроме воды, среди наиболее простых химических веществ образованием водородных связей характеризуются фтороводород, аммиак и низкоатомные спирты.