我所在酸解离机理研究中取得新进展

  近日,我所分子反应动力学国家重点实验室团簇光谱与动力学研究组(1112组)江凌研究员与香港中文大学刘志锋教授合作,在酸解离机理研究中取得新进展,相关成果发表在The Journal of Physical Chemistry Letters上。

  酸解离反应是溶液相的基本反应之一,在许多化学和生物等过程中起着非常重要的作用。然而,凝聚相存在大量团簇、结构复杂,解释“需要多少个水分子才能使酸发生解离”等基本科学问题仍然是一个严峻的挑战。

  硫酸(H2SO4)是一种活泼的二元无机强酸。在本工作中,双方研究人员以HSO4-(H2O)n作为模型体系,利用分子动力学模拟与红外光解离光谱相结合的方法,研究了酸解离的动力学机理。结果表明,当n=12时,HSO4-开始发生部分解离;当n=16时,HSO4-已经完全解离,形成了水合质子与共轭碱的离子对团簇,即(SO42-)(H3O+)(H2O)n-1;SO42-和H3O+离子对与水分子形成了更强的氢键,使得溶剂壳层变得更加紧凑,这解释了红外光解离光谱实验发现的S=O伸缩振动显著变宽现象。该项研究从分子水平上揭示了酸解离的深层次机理,为理解质子转移和离子对溶剂化动力学机理提供了新的思路。

 

  该研究工作得到国家自然科学基金科学中心项目、面上项目,中国科学院战略性先导科技专项(B类),大连光源专项基金等资助。(文/图 孔祥涛)

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