冰水-溶液-炸药中耦合氢键的受激协同弛豫

• 作者: 姚闯 孙长庆 张希 张蕾 李佶彪 黄勇力
• 来源期刊: 原子与分子物理学报
• 学科: 化学
• 关键词: 极化 耦合 反氢键 超氢键 准固态 超固态 储能
• 年，卷（期）: 2020,（6）
• 所属期刊栏目: 团簇与纳米结构
• 页码范围: 858-873
• 页数: 16页
• 分类号: O65
• 语种: 中文
• DOI: 10.19855/j.1000-0364.2020.062001

摘要

与传统定义的氢键(X…H)相比,耦合氢键(X:H-Y)集成分子间的X:H非键和分子内的H-Y成键作用(X=N,O;Y=X,C;而且H也可以被电负性较低的金属如Cu取代).耦合氢键具有两个显著的特征:一是它的分段长度、能量、和振动频率的协同性,二是其分段德拜比热的差异,其关键在于它的两端负电载体间的排斥耦合和极化作用.耦合氢键分段的德拜比热对温度的积分对应它们各自的结合能而德拜温度对应于振动频率.因此,我们可以通过施加外场(温度,压强,配位,电场,等)调制耦合氢键的极化和协同弛豫以改变氢键网络结构和氢键体系的物理性能.但是,耦合氢键的协同弛豫只有在Y-X排斥足够强和H-Y电负性差足够大的条件下发生.耦合氢键的建立使我们不仅能够定量破解关于水的结构和冰水的诸多反常物性,而且加深了对酸碱盐和有机溶液的氢键网络和属性以及氮基炸药的结构稳定性和储能机理等的系统认知.氢键耦合振子对的极化和协同弛豫为分子电子学提供了一个新的自由度以完整表述分子、电子、键合在时、空、能量域的受激行为.所以,由单分子基元动力学向耦合氢键和电子弛豫动力学的思维拓展,无论是对原子分子电子学的基础研究还是对实际工程应用都具有深远的意义.