反对冰压缩的隐藏力
化学物理
2013-10-08 v1 软凝聚态物质
摘要
O:H-O 氢键中结合不均的成键与非成键电子对之间的库仑排斥，被证明是冰在压缩下产生反常现象的根源。实验观测、密度泛函理论和分子动力学计算之间的一致性证实，压缩、排斥以及电子对位错恢复的合力，使得冰在响应压力时区别于其他材料。压缩缩短并增强了较长且较软的分子间 O:H 孤对电子虚键；排斥则将成键电子对推离 H+/p，从而拉长并削弱了分子内 H-O 实键。虚键压缩与实键伸长使 O:H-O 对称化，正如在约 60 GPa 下所观测到的那样，并导致冰具有异常低的压缩率。因此，压缩使得虚键伸缩声子 (< 400 cm-1) 硬化，而实键伸缩声子 (> 3000 cm-1) 软化。实键的内聚能占主导地位，其损失降低了 VIII-VII 相变的临界温度。孤对电子的极化以及成键电子对在压缩下的陷获， consequently 扩大了带隙。这些发现将对理解 H2O 的物理反常现象产生深远影响。
引用
@article{arxiv.1210.1913,
title = {Hidden force opposing ice compression},
author = {Chang Q Sun and Xi Zhang and Weitao Zheng},
journal= {arXiv preprint arXiv:1210.1913},
year = {2013}
}
备注
arXiv admin note: text overlap with arXiv:1110.0075