خافتة الماء

من ويكيبيديا، الموسوعة الحرة
اذهب إلى: تصفح، ‏ ابحث

خافتة الماء أو دايمة الماء:


خافتة الماء هو جسيم يتكون من جزيئين ماء يرتبطان بينهما برابطة هيدروجينية وهو بالمناسبة أصغر نموذج للتجمعات التي تحصل بين جزيئات الماء المتشابهة ، و يمكن من خلال هذا الجزيء قياس قوة الرابطة الهيدروجينية بين جزيئات الماء و دارستها ، و لقد كان هذا الجسيم محل أنظار العديد من الدراسات النظرية و التطبيقية لأنه يمثل أبسط تجمع لجزيئات الماء مع بعضها البعض وقد سميت هذه الدراسات و النظريات فيما بعد بنظرية سبيكة قني (قني مسمى لعملة بريطانية سميت تلك النظريات والدراسات بسبيكة قني لأهميتها).

التركيب والخصائص:


يمكن تقدير قوة الرابطة الهيدروجينية بين جزيئين من جزيئات الماء بطاقة قدرها من خمسة إلى ستة كيلو كالورى لكل مول ، وعلى الرغم من ذلك فقد تم الحصول على قيم في تجارب أخرى تتراوح بين ثلاثة و ثمانية و تعتمد قيمة هذه القيم على الأسلوب المتبع للقياس و نوع الأجهزة المستخدمة.

في النتيجة النهائية ، تكون طاقة التفكك الفعلي الأكثر احتمالا هي ثلاثة فاصلة أربعة كيلو كالورى لكل مول و تقاس تجريبيًا المسافة بين ذرتي الأكسجين في الحالة الاهتزازية لهما بـ 2.98 انجستروم ، الرابطة الهيدروجينية في هذه الحالة تتشكل تقريبًا و لكن الزاوية مع السطح المستوي للجزيء المتقبل تكون حوالي 57 درجة. تعرف الحالة الأرضية الاهتزازية بخافتة المياه الخطية و هناك بعض الأشكال الأخرى مثل الخافتة الدورية و الخافتة الانقسامية.

التاريخ والصلة:


كانت أول نظرية لحساب خافتة المياه قد نشرت في عام 1968م من قبل موراكوما وبدرسين . وكانت خافتة المياه منذ ذلك الوقت موضع اهتمام مستمر من قبل الكيميائيين النظريين المعنيين بالرابطة الهيدروجينية. و خافتة المياه موضوع شيق و مهم في الكيمياء الفيزيائية بشكل عام لعدة أسباب ، فيعتقد أن هذه الخافتة تلعب دورًا مهمًا في العديد من عمليات الغلاف الجوي بما في ذلك تشكيل الأمطار الحمضية و امتصاص أشعة الشمس الزائدة و تكثيف قطرات الماء و التفاعلات الكيميائية. بالإضافة إلى ذلك يعتقد أن الفهم الكامل للخافتة يلعب دورًا رئيسيُا في فهم أكثر شمولاً للرابطة الهيدروجينية لأشكال الماء السائلة والصلبة.

المراجع:


• Scheiner, S. Ab initio studies of hydrogen bonds: the water dimer paradigm. Annual Review of Physical Chemistry 1994, 45, 23-56.

• Buckingham, A. D. The hydrogen bond, and the structure and properties of water and the water dimer. Journal of Molecular Structure 1991, 250, 111-18.

• Morokuma, K.; Pedersen, L. Molecular-orbital studies of hydrogen bonds. An ab initio calculation for dimeric water. Journal of Chemical Physics 1968, 48, 3275-3282.

• Schütz, M.; Brdarski, S.; Widmark, P.-O.; Lindh, R.; Karlström, G. The water dimer interaction energy: Convergence to the basis set limit at the correlated level, Journal Chemical Physics, 1997, 107, 4597-4605.

• Jeffrey, G. A.; An Introduction to Hydrogen Bonding (Topics in Physical Chemistry). Oxford University Press, USA (March 13, 1997). ISBN 0-19-509549-9

• Goldman, N., Leforestier, C., and Saykally, R. J., Water Dimers in the Atmosphere II: Results from the VRT(ASP-W)III Potential Surface, Journal of Physical Chemistry A, 2004, 108, p. 787-794.