
H4O F2和H4O F2·HF的晶體結(jié)構(gòu)和電子定域功能。來源:uux.cn物理評論B(2024)。潛內(nèi)部廣州天河同城約附近小姐上門外圍電vx《192+1819+1410》提供外圍女上門服務(wù)快速選照片快速安排不收定金面到付款30分鐘可到達DOI:10.1103/PhysRevB.109.174102
(神秘的王星王星地球uux.cn)據(jù)斯科爾科沃科學(xué)技術(shù)研究所(尼古拉斯·波蘇科):Skoltech的科學(xué)家和他們的中國同事已經(jīng)確定了一種非常特殊的離子存在的條件。它被稱為aquodium,和海可以被概念化為一種普通的影響中性水分子,上面附著著兩個額外的磁場質(zhì)子,產(chǎn)生凈雙正電荷。種奇
該團隊認為,分可伏天該離子在冰巨星天王星和海王星的潛內(nèi)部內(nèi)部可能是穩(wěn)定的,如果是王星王星廣州天河同城約附近小姐上門外圍電vx《192+1819+1410》提供外圍女上門服務(wù)快速選照片快速安排不收定金面到付款30分鐘可到達這樣,它一定在產(chǎn)生這些行星異常磁場的和海機制中發(fā)揮了作用。這項研究發(fā)表在《物理評論B》上
奇怪的影響磁性
天王星和海王星的磁場不如木星和土星的磁場,或者我們自己的磁場行星的磁場。
在地球內(nèi)部,種奇導(dǎo)電液態(tài)鐵鎳合金的循環(huán)產(chǎn)生磁性。在木星和土星的深處,氫被認為被壓成金屬狀態(tài),并以同樣的方式產(chǎn)生磁場。
相比之下,天王星和海王星的磁場被假設(shè)源于離子導(dǎo)電介質(zhì)的循環(huán),其中組成離子本身就是電荷載流子,而不僅僅是使電子流動的支撐結(jié)構(gòu)。
如果行星科學(xué)家確切地知道其中涉及的離子和比例,也許他們就能弄清楚為什么冰巨星的磁層如此古怪:與行星的旋轉(zhuǎn)方向不一致,偏離了它們的物理中心。
Skoltech教授Artem R.Oganov是這篇論文的合著者,他解釋了離子導(dǎo)電性和電子導(dǎo)電性是如何不同的,以及新預(yù)測的離子在哪里符合這一點:“在這些條件下,木星巖石核心周圍的氫是一種液態(tài)金屬:它可以流動,就像地球內(nèi)部的熔融鐵流動一樣,其導(dǎo)電性是由于所有氫原子壓在一起共享的自由電子。
“在天王星中,我們認為氫離子本身,即質(zhì)子,是自由電荷載流子。不一定是獨立的H+離子,但可能是氫離子H3O+、銨NH4+和一系列其他離子的形式。我們的研究增加了一種可能性,即H4O2+離子,從化學(xué)角度來看,這非常有趣。”
缺少鏈接
在化學(xué)中,有sp3雜化的概念,它指的是電子軌道相互結(jié)合的方式,相當于制造看似合理的分子和離子的天然模板。在sp3雜化下,原子核——例如碳、氮或氧——占據(jù)假想四面體的中心點。
四個頂點中的每一個都有一個價電子或兩個成對的電子,這些電子不可用于與其他原子鍵合。最簡單的例子是一個碳原子,在四個頂點有四個不成對的電子——加上四個氫原子,你就會得到一個甲烷分子:CH4。
對于在最外層有兩個電子對和兩個價電子的氧原子來說,sp3雜化意味著只有兩個頂點可以與氫形成共價鍵,其余兩個被電子對占據(jù),從而產(chǎn)生H2O和水。
如果你把一個氫離子(質(zhì)子)連接到其中一個電子對上,你會得到一個氫氫離子H3O+,這實際上是你在酸溶液中得到的,因為酸向溶液中提供質(zhì)子H+,孤立的質(zhì)子會立即被吸引到電子對上。
壓力和酸
“但問題是:你能在水合氫離子中再添加一個質(zhì)子來填補缺失的部分嗎?在正常條件下,這樣的配置在能量上非常不利,但我們的計算表明,有兩件事可以實現(xiàn)這一點,”中國南開大學(xué)的肖東教授說,他最初的想法是這項研究的基礎(chǔ)。
“首先,非常高的壓力迫使物質(zhì)減少體積,與氫離子(質(zhì)子)共享一個以前未使用的氧電子對是一種很好的方法:就像與氫的共價鍵一樣,除了電子對中的兩個電子都來自氧。其次,你需要大量可用的質(zhì)子,這意味著酸性環(huán)境,因為酸就是這樣做的——它們提供質(zhì)子。”
該團隊使用先進的計算工具來預(yù)測氫氟酸和水在極端條件下會發(fā)生什么。結(jié)果:在大約150萬個大氣壓的壓力和大約3000攝氏度的溫度下,模擬中出現(xiàn)了分離良好的水碘化物H4O2+離子。
科學(xué)家們認為,他們新發(fā)現(xiàn)的離子應(yīng)該在水基介質(zhì)的行為和性能中發(fā)揮重要作用,特別是那些在壓力下和含有酸的介質(zhì)。
這大致對應(yīng)于天王星和海王星的情況,在那里,一個極深的液態(tài)海洋會產(chǎn)生極高的壓力,預(yù)計也會產(chǎn)生一定量的酸。如果是這樣的話,aquodium離子將形成,并通過參與海洋循環(huán),以不同于其他離子的方式對這些行星的磁場和其他特性做出貢獻。
也許,在這些極端條件下,aquodium甚至可能形成未知的礦物。 頂: 825踩: 35





