翻訳、違反、および振動周波数によって測定される水分補給過剰陽子とその局所水素結合輸送ネットワーク

過剰な水分補給プロトンとその局所水素結合輸送ネットワークの明確な分子記述は、とらえどころのないままです。ここでは、水橋の過剰な水和プロトンの水素結合ネットワークは、それらのラマンスペクトルを測定し、氷と水の陽子のスペクトルと比較することにより調査されました。プロトン振動スペクトルと水素結合ネットワークの翻訳および解鉄スペクトルが記録されました。ウォーターブリッジと水のスペクトルは明確な違いを示し、以前に報告されていない〜106 v/mの電界にさらされた場合の水橋の構造の存在を示しています。フローティングウォーターブリッジの分子間ラマンスペクトルは、150〜250 cm-1の水素結合ストレッチングバンド、300-1000 cm-1スペクトル範囲内にある1500-3000 cm-1の大きなバンドを示します。過剰な陽子は主に空気/水の界面で移動することが示されており、この分布の効果は、空気/水の界面張力の測定可能な変化であり、〜80から32 n/mです。したがって、水分補給されたプロトンには、バルク水に沈むことなく伝播できる独自の水の配置が必要です。界面水領域におけるこの局所偏光水素結合ネットワークは、氷Vと同様の翻訳スペクトルによって特徴付けられます。

A clear molecular description of excess hydrated protons and their local hydrogen bond transport network remains elusive. Here, the hydrogen bond network of excess hydrated protons in water bridges was probed by measuring their Raman spectra and comparing them to the spectra of protons in ice and water. The proton vibrational spectrum and the hydrogen bond network translational and librational spectra were recorded. The spectra of the water bridge and water exhibit clear differences, indicating the presence of a structure in water bridges when subjected to an electric field of ∼106 V/m that has not been previously reported. The intermolecular Raman spectrum of the floating water bridge exhibits a hydrogen bond stretching band at 150-250 cm-1, librational bands within the 300-1000 cm-1 spectral range, and a large band at 1500-3000 cm-1, which corresponds to the vibrational signature of excess hydrated protons in the water bridge structure. The excess protons are shown to move predominantly at the air/water interface, and the effect of this distribution is a measurable change in the air/water interfacial tension from ∼80 to ∼32 N/m. Therefore, hydrated protons must have a unique water arrangement that enables them to propagate without sinking into bulk water. This local polarized hydrogen bond network in the interfacial water region is characterized by a translational spectrum similar to that of ice V.