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我所在酸解離機理研究中取得新進展

  近日,我所分子反应动力学国家重点实验室团簇光谱与动力学研究组(1112组)江凌研究員与香港中文大学刘志锋教授合作,在酸解离机理研究中取得新进展,相关成果发表在The Journal of Physical Chemistry Letters上。

  酸解離反應是溶液相的基本反應之一,在許多化學和生物等過程中起著非常重要的作用。然而,凝聚相存在大量團簇、結構複雜,解釋“需要多少個水分子才能使酸發生解離”等基本科學問題仍然是一個嚴峻的挑戰。

  硫酸(H2SO4)是一種活潑的二元無機強酸。在本工作中,雙方研究人員以HSO4-(H2O)n作爲模型體系,利用分子動力學模擬與紅外光解離光譜相結合的方法,研究了酸解離的動力學機理。結果表明,當n=12時,HSO4-開始發生部分解離;當n=16時,HSO4-已經完全解離,形成了水合質子與共轭堿的離子對團簇,即(SO42-)(H3O+)(H2O)n-1;SO42-和H3O+離子對與水分子形成了更強的氫鍵,使得溶劑殼層變得更加緊湊,這解釋了紅外光解離光譜實驗發現的S=O伸縮振動顯著變寬現象。該項研究從分子水平上揭示了酸解離的深層次機理,爲理解質子轉移和離子對溶劑化動力學機理提供了新的思路。

 

  该研究工作得到国家自然科学基金科学中心项目、面上项目,中國科學院战略性先导科技专项(B类),大连光源专项基金等资助。(文/图 孔祥涛)

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