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水之魂13:驱使冰水物性反常的隐动力

已有 3514 次阅读 2012-10-4 10:39 |个人分类:水之魂|系统分类:论文交流|关键词:black,style| style, black

 

 

挑战水是一切生命的起源。具有最简单的构成,最富有,最少被认知,可测物性皆反常。 根据科学杂志报道,水的结构(物性)是人类面临的125个最具挑战性课题之一。

 

拟答密度反常?冰在水中浮起?冰表面超滑?水的结构?水的高热容?冰不易压缩?盐碱降解?高压使冰的相变温度降低?单层水分子吸附或毛细管中的水显示类冰的特性?热致高频声子蓝移?目前已观察到70多种反常待解特性。

 

验解: 将氢键“O-H:O”进行“主-从”分段并考虑电子对间的库伦排斥作用和各分断的力学和热力学的非对称性,通过在改变压强,温度,团簇分子数目对键长和键角的解析计算并对键的刚度的拉曼测量重现水和冰的如下反常特性并得到系统的认知:

 

1.冰在高压下显示超低压缩系数,质子间距对称化,低频声子(分子间非健电子孤对)硬化,高频声子(分子内实键)软化;
 
2.水在降温时呈现的三段密度变化和相应的声子软化和硬化;水的实键的热硬化;水的高热容源于实键;氢-氧键能是碳-碳键能的二倍;
 
3.水在受限(单层吸附,毛细管,分子团簇,等)时在自然环境下显示的类冰和体膨胀效应,电荷扎钉,致密和极化,高频声子硬化,芯能级深移,等。
 
4. 水是由四面体结构的高密度均相(涨落)和两分子层厚的表层低密度、类冰、极化、高弹畸变四面体相组成。从实验角度来看,混相和均相模型在一定条件下都正确。
 
5. 水的表层厌水、冰的表面超滑是由于其高弹性和极化所致。冰不存在表层过冷行为。
 
 
等,。。。
 
Refs:
 

Sun, C.Q., X. Zhang, and W.T. Zheng, Hidden force opposing ice compression. Chem Sci, 2012. 3: 1455-1460.

Sun, C.Q., et al., Undercoordination-driven real-bond contraction and the inter-electron-pair repulsion stiffening molecular clusters, surface skins, and ultrathin films of water. communicated, 2012.

Sun, C.Q., et al., Inter-electron-pair repulsion and the segmental thermodynamic disparity of the master-slave-segmented H bond resolving water-ice densities. communicated, 2012.



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