El agua en condiciones ambientales es la matriz de la vida y la química y se comporta de manera anómala en muchas de sus propiedades. Desde Wilhelm Conrad Röntgen, se ha argumentado que dos fases distintas coexisten en agua líquida, compitiendo con la otra visión de una fase únicalíquido en una red de enlace de hidrógeno fluctuante: el modelo de distribución continua. Con el tiempo, los métodos espectroscópicos de rayos X se han interpretado repetidamente en apoyo del postulado de Röntgen.
Un equipo internacional de investigadores, liderado en su esfuerzo por el Prof. A. Föhlisch de Helmholtz-Zentrum Berlin y la Universidad de Potsdam, realizó investigaciones y análisis de métodos múltiples espectroscópicos de rayos X cuantitativos y de alta resolución para abordar estas vistas divergentesen las fuentes de luz BESSY II, la Instalación Europea de Radiación Sincrotrón ESRF y la Fuente de Luz Suiza.
Establecen que los observables espectroscópicos de rayos X pueden describirse completa y consistentemente con modelos de distribución continua de agua líquida casi tetraédrica en condiciones ambientales con 1.74 ± 2.1% de enlaces H donados y aceptados por molécula. Además, en tododiagrama de fase del agua, se establecen correlaciones claras, por ejemplo, con la coordinación de la segunda capa y se separa y cuantifica la influencia de la dinámica ultrarrápida asociada con la interacción de la materia de rayos X.
¿Pueden estas conclusiones espectroscópicas de rayos X sobre el agua en condiciones ambientales ahora también resolver la cuestión muy debatida de la existencia de un segundo punto crítico en la llamada "tierra de nadie" del agua sobreenfriada? Este segundo punto crítico postulado es conceptualmentebasado en la extensión de las fases establecidas de hielo amorfo de baja y alta densidad en supuestas fases líquidas de baja y alta densidad a lo largo de una línea Widom donde se encuentra el segundo punto crítico como la divergencia extrapolada de las funciones de respuesta termodinámica del agua estable y superenfriada alrededor-45 ° C a presión atmosférica.
De la física de las fluctuaciones críticas, se sabe que muy por encima de un punto crítico uno debería ver el estado de la materia como homogéneo. Se permiten fluctuaciones incipientes y grandes a medida que uno se acerca de cerca al límite de fase y al punto crítico: qué tan cerca unotiene que abordarlo en energía y en qué escala de tiempo para detectar la divergencia no se responde completamente, pero las expectativas de las observaciones en física de estado sólido son que hay que estar cerca para darse cuenta de los efectos de 2 fases.
Incluso si el supuesto segundo punto crítico a -45 ° C y la presión ambiental existieran, las condiciones ambientales del agua líquida en equilibrio serían de cualquier manera muy lejanas en temperatura. Por lo tanto, el modelo de distribución continua fluctuante del agua líquida casi tetraédricaen condiciones ambientales es cierto independientemente de si el segundo punto crítico de agua en la región sobreenfriada existe o no.
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Materiales proporcionado por Helmholtz-Zentrum Berlin für Materialien und Energie . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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