Молекулы воды на короткое время могут иметь 3 протона вместо двух

http://neosci.pure-css.ru/219/

Протоны, а конкретнее – положительно заряженные ионы водорода, давно известны тем, что очень быстро передвигаются в воде, перескакивая от одной её молекулы к другой. Это одна из причин относительно высокой проводимости воды и ряда иных её необычных свойств.

Принцип, лежащий в основе подвижности протона, считается известным уже 2 столетия и носит название механизма Гротгуса. Он основан на предположении, что передача иона водорода по цепочке связанных водородными связями молекул воды идёт в несколько стадий, скорость же движения протонов определяется скоростью поляризации молекул растворителя.

6e35fe8f01cc7e51efcc9139f4546d61_resized_width_e4f6f8ab4c001bb37b6b756a77031908_500_q95.jpg

В теории 1 протон стыкуется с молекулой воды и этим вынуждает другой протон покинуть эту молекулу и притом установить связь с другой, тем самым “вытесняя” 1 тамошний протон, после чего “эстафета” продолжается.

Как теперь заявляется группой европейских теоретиков во главе с Али Хассанали из Швейцарского технологического института в Цюрихе, такой взгляд на проблему – упрощение. Проведя компьютерное моделирование этих процессов на основе современных данных о воде, исследователи пришли к выводу, что общепринятая картина распространения протонов в воде, возможно, нуждается в пересмотре, поскольку сама передача протона от молекулы к молекуле происходит значительно быстрее, чем считалось. А затем вместо немедленного отделения от молекулы одного “туземного” протона наступает период “отдыха”.

В этот момент у молекулы воды есть целых 3 протона вместо двух положенных. Как считают исследователи, водородные связи между молекулами скорее похожи на конгломерат замкнутых колец. В результате образуются протонные цепи, позволяющие затяжные протонные “прыжки” сразу через множество водородных связей. При этом сам процесс перемещения наступает только при достижении молекулами воды благоприятного энергетического уровня, после чего протон “прыгает” к другой молекуле.

23d1694dc22087a04b4f63132681c8de_resized_width_867801064b78f79ffc36926e31f78a51_500_q95.jpg

По мнению исследователей, понимание такого механизма не только улучшит осознание нами переноса протонов в растворителях типа той же воды, но и продвинет понимание подобных важных биологических подсистем, как энзимы и макромолекулы.

Отчёт об исследовании опубликован в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences.

Advertisements
Standard

Leave a Reply

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out / Change )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out / Change )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out / Change )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out / Change )

Connecting to %s