В воздухе и на земле
Примерно в это же время канадский физик-экспериментатор Кебар-ле разбивал электронами гидраты протона (частицы, состоящие из протона и молекул воды) в вакуумной камере масс-спектрометра. Он измерил энергию связи молекулы воды с ионом гидроксония и получил те самые 36 ккал/моль, что предсказали теоретики.
Экспериментаторам удалось вырастить кристаллы дигидратов некоторых кислот — соединений, в которых на молекулу кислоты (то есть на один протон!) приходится две молекулы воды. Освещая такой кристалл рентгеновскими лучами или облучая его нейтронами, ученые измеряли расстояние между атомами кислорода в нем. Оказалось, что это расстояние равно 2,45 ангстрема. Как и было предсказано для иона Н502+!
А в жидкости?
Но химики, изучавшие реакции в водных растворах, жили безмятежно. Их не касались бури, треплющие паруса тех научных теорий, что строили исследователи, стремившиеся раскопать тайны личнои жизни протона в газовых смесях или кристаллах. Жидкость — это всегда жидкость. Она ни на что не похожа и почти не поддается точному теоретическому описанию. Кроме того, исследовать структуру жидкости, особенно растворов кислот и оснований, очень сложно. В жидкости отсутствует строгий порядок в расположении молекул, а значит, метод рентгеноструктурного анализа применить нельзя.
Пытались использовать методику ядерного магнитного резонанса (ЯМР), но оказалось, что протон меняет свои жилища слишком быстро, а потому невозможно понять, где он находится в данный момент.
Представьте, что вы живете в общежитии и каждый месяц переезжаете в новую комнату. Можно зафиксировать, где вы проживаете сегодня, допустим, 31 марта? Несомненно! Для этого достаточно, к примеру, установить в коридоре фотоаппарат, который сделает снимок в тот момент, когда вы откроете дверь. Но если оставить аппарат на год и делать снимки на одну и ту же пластинку, изображение покажет, что вы открываете двери всех комнат на этаже. При ядерном магнитном резонансе протон сообщает о себе информацию в течение одной стотысячной (10’5) доли секунды, а место жительства он меняет каждую миллиардную (10’9) долю секунды. Вот и получается, что за время наблюдения он успевает пожить в десяти тысячах комнат. Эти события накладываются на один «фотоснимок», и определить, где расположено любимое кресло нашего героя, становится невозможно. Иными словами, используя метод ЯМР, установить структуру гидрата протона нельзя.
Но метод наблюдения, при котором протон сообщает о себе информацию за время, существенно меньшее времени жизни той частицы, которую он образует в растворе, все-
таки существует. Это инфракрасная спектроскопия (ИК-спектроскопия). Чтобы зарегистрировать спектр, достаточно всего лишь нескольких колебаний атомов в молекуле, а для этого хватает 10 ’3 секунды.
Еще и магазин беговых дорожек заинтересовал меня, есть отличный выбор и приятные цены.
Случайные записи