水的分子結構 _知識經驗

水分子結構是由兩個氫原子和一個氧原子組成。稍有常識的人們都知道，水是人們日常生活中最常見的物質，它的一個分子是由兩個氫原子和一個氧原子構成。但它們究竟是如何形成水分子的？恐怕人們就一問三不知、無所適從了。
北京大學量子材料中心、量子物質科學協同創新中心江穎課題組與王恩哥課題組合作，在水科學領域取得重大突破，在國際上首次實現了水分子的亞分子級分辨成像，使在實空間中直接解析水的氫鍵網絡構型成為可能。相關研究成果于1月5日以Article的形式在線發表在《自然-材料》[Nature Materials DIO: 10.1038/nmat3848] 。江穎和王恩哥是文章的共同通訊作者，博士研究生郭靜、孟祥志和陳基是文章的共同第一作者，物理學院的李新征研究員和量子材料中心的施均仁教授在理論方面提供了重要的支持和幫助。這項工作得到了國家基金委、科技部、教育部和北京大學的資助。
【水的分子結構】水的各種奇特物理和化學性質與水分子之間的氫鍵相互作用緊密相關，如何在分子水平上確定水的氫鍵網絡構型是水科學領域的關鍵科學問題之一。由于氫鍵的形成主要源于氫原子和氧原子之間的靜電作用力(O-H…O)，要精確描述水的氫鍵構型，不僅需要判定氧原子的位置，還必須能識別氫原子的位置，也就是要求能在亞分子級水平上探測水分子在空間中的取向。然而，由于氫原子的質量和尺寸都非常小，對水分子進行亞分子級分辨成像極具挑戰性。

水的分子結構

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