Dissecting the THz spectrum of liquid water from first principles via correlations in time and space

溶剂化 溶剂化壳 化学物理 吸收(声学) 化学 吸收光谱法 光谱学 太赫兹辐射 分子 分子动力学 氢键 吸收截面 分子物理学 原子物理学 计算化学 横截面(物理) 物理 光学 有机化学 量子力学
作者
Matthias Heyden,Jian Sun,Stefan Funkner,Gerald Mathias,Harald Forbert,Martina Havenith,Dominik Marx
出处
期刊:Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America [National Academy of Sciences]
卷期号:107 (27): 12068-12073 被引量:424
标识
DOI:10.1073/pnas.0914885107
摘要

Solvation of molecules in water is at the heart of a myriad of molecular phenomena and of crucial importance to understanding such diverse issues as chemical reactivity or biomolecular function. Complementing well-established approaches, it has been shown that laser spectroscopy in the THz frequency domain offers new insights into hydration from small solutes to proteins. Upon introducing spatially-resolved analyses of the absorption cross section by simulations, the sensitivity of THz spectroscopy is traced back to characteristic distance-dependent modulations of absorption intensities for bulk water. The prominent peak at ≈200 cm -1 is dominated by first-shell dynamics, whereas a concerted motion involving the second solvation shell contributes most significantly to the absorption at about 80 cm -1 ≈2.4 THz. The latter can be understood in terms of an umbrella-like motion of two hydrogen-bonded tetrahedra along the connecting hydrogen bond axis. Thus, a modification of the hydrogen bond network, e.g., due to the presence of a solute, is expected to affect vibrational motion and THz absorption intensity at least on a length scale that corresponds to two layers of solvating water molecules. This result provides a molecular mechanism explaining the experimentally determined sensitivity of absorption changes in the THz domain in terms of distinct, solute-induced dynamical properties in solvation shells of (bio)molecules—even in the absence of well-defined resonances.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
unfeeling8完成签到 ,获得积分10
1秒前
iNk应助CHB只争朝夕采纳,获得10
2秒前
Ashley完成签到,获得积分10
8秒前
小黑鲨完成签到 ,获得积分10
9秒前
songsong丿完成签到,获得积分10
12秒前
稳重的安萱完成签到,获得积分10
13秒前
种桃老总完成签到,获得积分10
14秒前
科研通AI5应助77采纳,获得10
15秒前
等待的航空完成签到 ,获得积分10
18秒前
康zai完成签到,获得积分10
18秒前
20秒前
余味应助可耐的毛衣采纳,获得10
21秒前
25秒前
淡然胡萝卜完成签到,获得积分10
27秒前
HEIKU应助红毛兔采纳,获得10
30秒前
科研通AI5应助红毛兔采纳,获得10
30秒前
温暖的颜演完成签到 ,获得积分10
30秒前
30秒前
elegant122完成签到,获得积分10
32秒前
32秒前
温谷完成签到 ,获得积分10
32秒前
34秒前
自信的高山完成签到,获得积分10
34秒前
竹纤维完成签到 ,获得积分10
34秒前
可耐的毛衣完成签到,获得积分10
36秒前
小高同学发布了新的文献求助10
37秒前
revew666完成签到,获得积分10
37秒前
华仔应助小高同学采纳,获得10
39秒前
杞人忧天完成签到,获得积分10
40秒前
six完成签到,获得积分10
41秒前
司空三毒发布了新的文献求助10
41秒前
桐桐应助科研通管家采纳,获得10
42秒前
wrr应助科研通管家采纳,获得10
43秒前
科研通AI5应助科研通管家采纳,获得10
43秒前
43秒前
43秒前
wrr应助科研通管家采纳,获得10
43秒前
43秒前
43秒前
爆米花应助科研通管家采纳,获得10
43秒前
高分求助中
【此为提示信息,请勿应助】请按要求发布求助,避免被关 20000
Continuum Thermodynamics and Material Modelling 2000
Encyclopedia of Geology (2nd Edition) 2000
105th Edition CRC Handbook of Chemistry and Physics 1600
Maneuvering of a Damaged Navy Combatant 650
Периодизация спортивной тренировки. Общая теория и её практическое применение 310
Mixing the elements of mass customisation 300
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 有机化学 物理 生物化学 纳米技术 计算机科学 化学工程 内科学 复合材料 物理化学 电极 遗传学 量子力学 基因 冶金 催化作用
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3779378
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3324920
关于积分的说明 10220406
捐赠科研通 3040087
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1668560
邀请新用户注册赠送积分活动 798721
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 758522