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神奇的水:四面體和非四面體結構並存

(ShutterStock)

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【大紀元2020年02月11日訊】(大紀元記者張妮編譯)生命的重要元素——,和其它液體相比有著很多奇特的特性。東京大學近期發表在《美國化學學會》(ACS)會刊上的一份研究發現了水的又一個奇異的特性:液態水中,水分子組成的四面體和非四面體兩種結構並存。

一般的液體溫度越低密度越大,可是在4攝氏度的時候卻達到最大值,結冰以後密度反而變小,因此冰塊總是浮在水面上。而且水的表面張力很大,僅次於液態金屬汞。其熔點和沸點都很高,大量物質都能溶解在其中,這些都很奇特。

2018年一項由英國和日本科學家合作的研究認為,水的這些奇異的特性,可能和水分子以氫鍵結合成四面體的結構相關。可是,關於水分子是不是僅以四面體結構存在科學家還存在爭議。

東京大學的研究者發明瞭一種實驗方法解答了這個問題。他們用X射線掃瞄水和液態二氧化硅進行對比,通過液體分子中原子對射線衍射的情況,用電腦模型計算分子間的佈局結構。

研究人員觀察到兩種衍射峰值,一種與氧原子在普通液體中衍射的效果一樣;另一種與氧原子在四面體結構中的衍射效果一樣。

「我們首次發現證明液態水中兩種分子結構並存的數學依據。」研究人員在論文中寫到。

研究者稱,這項發現對分子生物學、化學、藥理學和製造業都有重要意義。◇

責任編輯:朱涵儒

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2020-02-11 1:37 PM
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