Das neue Geheimnis des Wassers

Mit Forscher entschlüsseln DNA und offene Atome zertrümmern, Sie können davon ausgehen das
Wissenschaft der täglichen Wasser, Grundsubstanz des Lebens, ist bekannt.
Aber neue Experimente sondieren, wie Wasser, die Moleküle miteinander zu verknüpfen sind gekommen
mit widersprüchlichen Ergebnissen.

Wissenschaftler nun zugeben, dass sie nicht verstehen, die Feinheiten der Funktionsweise von Wasser.

"Die Struktur des Wassers - der Grund für seine besonderen Eigenschaften - ist
eine wichtige Frage in Chemie und Physik,"sagte Richard Saykally aus
University of California, Berkeley.

Widersprüchliche Studien

Wasser wurde in der wissenschaftlichen Szene Schub vergangenen April, wenn ein Team
der Wissenschaftler unter der Leitung von Anders Nilsson Stanford Linear Accelerator Center
vorgelegten Beweise, das Wasser ist eher lose gebundenen, als bisher angenommen.

Die Resonanz war nicht allzu einladend. "Eine Menge Leute haben eine
sehr starke Meinung über Wasser,"sagte in einem Telefoninterview Nilsson.

Bei einer Konferenz auf dem Wasser blieben einige der Teilnehmer alle Nacht
diskutieren diese Ergebnisse. Saykally war einer von ihnen. Er nennt die Ergebnisse aus
Nilssons Gruppe eine drastische Änderung der wie Wasser verstanden wird.

"Wenn sie Recht haben, sie werden einen Nobelpreis gewinnen" Saykally
erzählt LiveScience.

Aber er glaubt nicht, dass sie richtig sind. In der 29 Oktober-Ausgabe der Zeitschrift Science,
Saykally und seinen Mitarbeitern veröffentlichten Ergebnisse, die im Widerspruch zu der Revisionisten
Ergebnisse.

Mangel an Verständnis

Wasser macht 70 Prozent der Erdoberfläche und ist die wichtigste Komponente
--etwa 80 Prozent--aller Lebewesen. Aber es ist weit von den gewöhnlichen.

Die feste Form von Wasser - Eis - schwimmt statt Untergang, wie bei den meisten Stoffen.
Wasser speichert die Wärme sehr gut. Und seine hohe Oberflächenspannung Shows wie seine Moleküle
hasse es auseinander. Die Besonderheiten des Wassers zu verstehen, erfordert detaillierte
Studie von seiner molekularen Wechselwirkungen.

"Wir denken, dass wir alles verstehen, es um ein einzelnes Wassermolekül geht"
Saykally sagte. "Was wir nicht so gut verstehen ist Interaktion mit
each other."

Ein einzelnes Molekül des Wassers sieht aus wie ein Buchstabe V, mit einem Sauerstoff-Atom an der
unteren Punkt und zwei Wasserstoffatome an der Spitze. Diese Atome teilen einige ihrer
negativ geladene Elektronen, genannt eine starke Verbindung zu bilden eine kovalente
Anleihe.

Das Sauerstoffatom packt mehr der gemeinsame Elektronen, die es leicht macht
negativ, so dass der Wasserstoff endet leicht positiv. Diese kleine Verschiebung der Ladung
Was zieht Wasser-Moleküle zueinander.

Saykally beschreibt jedes Wassermolekül mit Händen und Füßen. Die Hände
positiv geladene Wasserstoff-Atome sind, während die Füße aus den negativen baumeln
Seite des Sauerstoffs.

"Hände können nicht greifen Hände und Füße können nicht Füße greifen", sagte Saykally,
Aber Hände können Riegel auf Füßen, eine Wasserstoff-Bindung bezeichnet wird.

Wasserstoffbrücken sind 10 Mal schwächer als kovalente Bindungen, aber sie sind der Schlüssel
Geheimnisse des Wassers.

Die Bande brechen

Im Eis packt jedes Molekül der Füße und Hände von seinen vier nächsten Nachbarn.
Die Platzierung dieser Nachbarn bildet ein Tetraeder oder dreiseitige Pyramide.

Wenn Eis schmilzt, ist die große Frage, was passiert mit dieser Form. Die traditionelle
Bild, derjenige, der Saykally Verteidigung ist, ist, dass Wasser weiterhin suchen
-in den meisten Fällen - wie Eis mit vier Wasserstoffbrücken um jedes Molekül.
Der Unterschied in der flüssigen Form ist, dass zu einem bestimmten Zeitpunkt, etwa 10
Prozent der Wasserstoffverbindungen sind gebrochen.

Nilssons Gruppe behauptet hingegen, dass Wasser beteiligt sich über eine neue Struktur
die ein Molekül im Wesentlichen auf nur zwei seiner Nachbarn - mit nur packt
einer Hand und einem Fuß. Bei Raumtemperatur sind 80 Prozent der Wassermoleküle
in diesem Zustand während der Rest haben Sie die traditionellen vier Wasserstoffbrücken.

Die Auswirkungen dieses neuen zwei-Bond-Modells ist, dass flüssiges Wasser gemacht werden würde
meist von Ketten und vielleicht geschlossenen Ringen, im Gegensatz zu der engere Netzwerk
der Tetraeder.

Hinter der Kontroverse

Die beiden Gruppen stützen ihre eigenen Bilder auf unterschiedliche Auslegungen der
X-ray Daten. Trifft eine Röntgenaufnahme ein Wassermoleküls, klopft es eng gebundenen Elektron
aus, um den Rand des Moleküls. Es ist ähnlich wie der Planet Merkur treten
auf der Umlaufbahn des Pluto.

Die Physiker gemessen diese Ko-Energie, die abhängig von der Umgebung
des Wassermoleküls. In gewisser Weise wirkt das Elektron Pluto Umlaufbahn als Mikroskop
Forscher verwenden zu sehen, welche Art von Anleihen mit einem Molekül gemacht hat seine
Nachbarn.

Interpretation dieses Mikroskop-Daten ist nicht einfach, aber. Nilssons Gruppe verwendet
Computer-Simulationen, die sie durch Tests auf einfachere Substanzen überprüft,
wie Eis. Wenn sie ihre Wassermessungen sah, fanden sie den computer
die beste Passform mit lockerer, zwei Bond-Struktur gab.

Aber Saykally glaubt nicht, dass die Simulationen auf flüssiges Wasser übertragen werden können.

Saykally Gruppe zu vermeiden die Notwendigkeit für die Computer-Modelle durch die Messung der
Wassertemperatur beeinflusst die Röntgen-Messungen. Bei höheren Temperaturen die
Anleihen werden beugen und Strecken, und das Mikroskop sollte in der Lage zu sehen, dass sein.

Nilsson, wiederum findet keine Saykally Methode zu überzeugen. "Es gibt
viele Annahmen in seiner Analyse,"sagte Nilsson. Er denkt auch die Temperatur
Messungen von Saykally Team möglicherweise falsche Vergleiche zu seiner eigenen Gruppe
Daten.

Nilsson und Saykally sind nicht nur Wissenschaftler, die einen Punkt streiten. Sie sind auch Freunde.
Und es gibt eine Sache, die sie darüber einig: "die Debatte zeigt, dass wir nicht verstehen
Wasser sehr gut - zumindest auf der mikroskopischen Skala,"sagte Nilsson.

Saykally könnte kein Experiment vorstellen, die die Meinungsverschiedenheit löst
jederzeit schnell. "Das Problem für eine Weile entfaltet sein wird", sagte er.
Er hofft auch er und sein Freund bald bei einem Bier zusammenkommen und genießen
einige der Besonderheiten dieses wässrige Substanz, während der Erörterung der Angelegenheit
weiter.