Новости химической науки > зафиксировано движение ионов водорода

Erik T.J. Nibbering и его коллеги из берлинского Института нелинейной оптики и высокоскоростной спектроскопии им. Макса Борна http://www.mbi-berlin.de/ проследили «прыжки» протона (иона водорода) от кислоты к основанию по цепочке из молекул воды в ходе реакции нейтрализации.

Передача ионов водорода (протонов) в воде происходит очень эффективно, и ученые давно задумывались о ее механизмах. Долгое время оставалось неясным как именно происходит перемещение протонов в водных растворах. Это связано с тем, что протоны передаются не в свободной форме, а образуют комплексные ионы с молекулами воды благодаря водородным связям, простейшим из которых является ион гидрония H30+. Однако такой ион неустойчив, в свою очередь связываясь водородными связями с другими молекулами воды, образует агрегаты, например, катионы Цунделя (H20)2 х H+ и Эйгена (H20)4 х H+.

Erik Nibbering с сотрудниками смогли получить снимки движений протона путем использования ультракороткого лазерного излучения с шагом всего в 150 фемтосекунд, показав, что протоны действительно перемещаются между кислотой и основанием по «цепи» молекул воды. Но и при наличии такой технологии реакцию пришлось специально замедлять-иначе удавалось зафиксировать только ее начало и конец.

Ученые использовали в своих экспериментах водную кислотно-основную смесь, с которой они выполняли уже исследования по переносу протонов в течение 2-х лет.

"Два года назад мы не могли наблюдать промежуточные стадии. Мы лишь могли видеть начало и конец реакции передачи протона"-сказал Erik Nibbering. Но путем изменения компонентов кислотно-основной смеси реакция замедлилась так, что теперь последовательные "прыжки" через молекулы воды могут быть записаны.

Источник: http://www.physorg.com

Опубликовано в Science (Vol. 310, pp. 83 – 86)