Video Experimental Relacionado
Updated: Jul 14, 2026

Probing the Structure and Dynamics of Interfacial Water with Scanning Tunneling Microscopy and Spectroscopy
Published on: May 27, 2018
Energética de las reorganizaciones de la red de enlaces de hidrógeno en agua líquida
Jared D Smith1, Christopher D Cappa, Kevin R Wilson
1Department of Chemistry, University of California, Berkeley, CA 94720, USA.
Los investigadores observaron cambios dependientes de la temperatura en las gotas de agua líquida utilizando la absorción de rayos X. El estudio cuantifica la energía necesaria para los reordenamientos de enlaces de hidrógeno, revelando información sobre el agua.
Área de la Ciencia:
- Química Física es la química física.
- Ciencia de los materiales Ciencia de los materiales.
- Física de la materia condensada Física de la materia condensada
Sus antecedentes:
- Comprender la red de enlaces de hidrógeno en el agua líquida es crucial para varias disciplinas científicas.
- El agua súper enfriada exhibe propiedades únicas, por lo que es objeto de intensa investigación.
- La espectroscopia de estructura fina de absorción de rayos X (XAFS) es una herramienta poderosa para sondear entornos atómicos locales.
Objetivo del estudio:
- Para investigar la dependencia de temperatura de las configuraciones locales de enlaces de hidrógeno en gotas de agua líquida.
- Para cuantificar la energía térmica asociada con reorganizaciones entre diferentes estados de enlace de hidrógeno.
- Para correlacionar estos hallazgos con los modelos existentes de la estructura del agua.
Principales métodos:
- Preparación de gotas de agua superenfriadas y líquidas normales a través de la ruptura de micro chorro.
- Medición de las características de la estructura fina de absorción de rayos X (XAFS, por sus siglas en inglés) del borde K del oxígeno.
- Análisis de los datos de XAFS a través de un rango de temperatura de 251 K a 288 K.
Principales resultados:
- Se observó una dependencia significativa de la temperatura en las características XAFS de las gotas de agua líquida.
- Se determinó que la energía térmica promedio para el reordenamiento observable del enlace de hidrógeno era de 1,5 ± 0,5 kcal/mol.
- Este valor de energía se alinea con el calor latente de fusión del hielo hexagonal (hielo Ih).
Conclusiones:
- La barrera de energía observada para el reordenamiento del enlace de hidrógeno es consistente con el modelo de agua ST2 "sobreestructurado".
- Los hallazgos proporcionan información cuantitativa sobre la naturaleza dinámica de la red de enlaces de hidrógeno del agua.
- Este estudio avanza en la comprensión del comportamiento de la fase del agua y las interacciones moleculares.
Videos de Conceptos Relacionados
Van der Waals Interactions
States of Water
Water freezes when the intermolecular forces are greater than the kinetic energy. Unlike most other substances, water is less dense in its solid state than in its liquid state. This is because each water molecule can form...
Intermolecular Forces
Aqueous Solutions and Heats of Hydration
When ionic compounds dissolve in water, the ions in the solid separate and disperse uniformly throughout the solution because water molecules surround and solvate the ions, reducing the strong electrostatic forces between them. This process...
Intermolecular Forces
Entropy and Solvation

