从振动光谱显现的液态水结构：基于 QED 理论的诠释
软凝聚态物质
2013-10-03 v1 化学物理
摘要
我们报告了对液态水红外（IR）实验光谱中出现的伸缩峰的分析。文献中，ATR-IR 光谱测量已在宽温度范围内反复进行，并引发了科学家间的激烈争论。特别是，为了解释光谱数据中出现的两类分子，有人提出了与不同强度的氢键（H-bond）复合物相关的二组分模型。相反，分子动力学模拟支持具有不同强度的氢键的多态（连续）系统，从而产生液态水的（局部）四面体描述。我们将表明，根据量子电动力学（QED）的预测，液态水是一个量子二能级系统，且若干特征（不对称的谱带轮廓、等吸收点的存在以及振动伸缩谱带随温度的变化）在经典图像范围内无法得到充分解释。特别是，我们从实验数据估算了两个相之间的能量和熵差，并与 QED 的预测进行了比较，显示出显著的一致性。此外，还讨论了水在亲水表面附近的行为，并根据二能级系统模型评估了多位作者观察到的所谓“排斥区”（Exclusion Zone）的若干特征。
引用
@article{arxiv.1310.0635,
title = {The Structure of Liquid Water Emerging from the Vibrational Spectroscopy: Interpretation with QED Theory},
author = {A. De Ninno and E. Del Giudice and L. Gamberale and A. Congiu Castellano},
journal= {arXiv preprint arXiv:1310.0635},
year = {2013}
}
备注
14 pages, 5 figures