Probando la transición de la solvación hidrofílica a la hidrofóbica con una resolución a escala atómica

Área de la Ciencia:

• La Química Física es la química física.
• Física Química Física Química es la física de la química.
• La espectroscopia es una técnica de espectroscopia.

Sus antecedentes:

• Comprender la dinámica de la cáscara del disolvente es crucial para las reacciones químicas.
• El yoduro acuoso sirve como sistema modelo para el estudio de los procesos de transferencia de electrones.

Objetivo del estudio:

• Para investigar los cambios estructurales ultrarrápidos en la capa de disolvente del yoduro acuoso después de la abstracción de electrones.
• Para identificar las especies transitorias formadas durante la reacción.

Principales métodos:

• Espectroscopia de absorción de rayos X (XAS) en femtosegundos y picosegundos.
• Espectroscopia de estructura fina de absorción de rayos X extendida (EXAFS, por sus siglas en inglés)
• Simulaciones de mecánica clásica y cuántica / mecánica molecular (QM / MM) y dinámica molecular (MD)
• Cálculos de Química Cuántica (QC, por sus siglas en inglés)

Principales resultados:

• Formación de una cavidad de agua expandida alrededor del átomo de yodo observada a 50 psi.
• Identificación de un complejo transitorio I(0)(OH2) existente desde hace 3-4 ps.
• Evidencia del comportamiento hidrofóbico del yodo y la dinámica de reorientación de las moléculas de agua.

Conclusiones:

• El estudio revela la dinámica de solvación ultra rápida y la formación de especies transitorias después de la abstracción de electrones del yoduro acuoso.
• La reorientación de la molécula de agua y la reforma de la red de enlaces de hidrógeno gobiernan la dinámica de la escala de tiempo del picosegundo.