量子效应对液体水结构的影响

利用高灵敏的拉曼光谱系统地研究了由量子效应引起的轻水和重水的结构差异. 测量了5～85 oC的轻水和重水的拉曼光谱,明显地观察到两种水的拉曼光谱谱形的差别. 使用全局拟合方法分析了所有谱图的谱形,结果显示在同一个温度下重水的局部结构要比轻水的结构有序,并且他们结构上的差异随着温度的升高而减少. 另外计算了水结构差异的指标|温度漂移,从低温到高温时这个指标从28 oC减小到18 oC. 这些结构差异表明量子效应在室温范围内也非常重要. 我们还利用Vant't Hoff关系式分析了水分子相互作用能. 这些结构上的细节可以帮助建立更加可靠的水模型.     

液体水中的自由OH及其结构改变

液体水中自由OH的确认对理解液体水的微观结构非常重要. 通过随温度变化的水的拉曼光谱分析其相对强度的变化及退偏比,发现了自由-OH存在的直接证据,结果显示虽然液体水从5 oC到85 oC结构发生明显变化,但是自由-OH的含量几乎不变,且含量非常少,约为3%. 这表明了氢键从四氢键形式断裂时更容易发生在氢键受体部位.