Raman vibrational dynamics of hydrated ions in the low-frequency spectral region
Raman vibrational dynamics of hydrated ions in the low-frequency spectral region
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低频光谱区水合离子的拉曼振动动力学
DOI：
10.1016/j.molliq.2016.09.066
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发表时间：
2017
影响因子：
6
通讯作者：
Heisler I
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Heisler I
离子在水环境中的水合结构对其化学和生物学性质有重要影响。由于其固有的动力学特性，溶解离子周围的水化壳的测定已被证明是具有挑战性的，主要是对于形成扩散和动态水合结构的阳离子如钠和钾。低频偏振拉曼光谱，检索的时间分辨各向同性光学克尔效应测量，是敏感的结构波动，并可以揭示信息的离子-水的相互作用，通过其拉曼活性振动模式。在这里，我们研究了一系列的混合物的钠，钾和锂的氢氧化物溶液，通过改变阳离子浓度成对（即，钠/钾或钠/锂），同时保持恒定的氢氧化物浓度。氢氧化物-水氢键振动，它产生一个明确的各向同性拉曼模式，出现在较高的频率从阳离子-水拉曼活性振动。除了先前报道的锂-水低频振动，清晰的光谱特征可以从浓度研究中分辨出来，并分配给钠-水水合壳振动。然而，钾相关的低频光谱特征仍然难以捉摸。将相同的方法应用于相同阳离子与卤素阴离子（氯离子）的混合物，以排除与溶解的氢氧根阴离子相关的任何特定特征。卤化物和氢氧化物测量之间的比较证实了阳离子模式的存在，并进一步揭示了一个低的频率相关的氢氧化物引起的水的极化率的变化的光谱特征。
The hydration structure of ions in aqueous environments can have a significant influence on their chemical and biological properties. Due to its inherent dynamical character, determination of the hydration shell around dissolved ions has proved challenging, mainly so for cations such as sodium and potassium which form diffuse and dynamic hydrating structures. The low frequency polarized Raman spectrum, as retrieved by time resolved isotropic optical Kerr effect measurements, is sensitive to structural fluctuations and can reveal information about ion-water interactions through their Raman active vibrational modes. Here we study a series of mixtures of sodium, potassium and lithium hydroxide solutions by changing cation concentration pairwise (namely, sodium/potassium or sodium/lithium) while keeping constant the hydroxide concentration. The hydroxide-water hydrogen bond vibration, which produces a well-defined isotropic Raman mode, appears at higher frequencies from the cation-water Raman active vibrations. In addition to previously reported lithium-water low frequency vibrations, clear spectral features could be resolved from the concentration studies and assigned to sodium-water hydration shell vibrations. However, potassium related low frequency spectral features remain elusive. The same method was applied to mixtures of the same cations with a halide anion (chloride) in order to rule out any specific features related to the dissolved hydroxide anion. Comparison between halide and hydroxide measurements confirmed the presence of the cation modes and further revealed a low frequency spectral feature related to hydroxide induced changes in water polarizability.
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DOI：
10.1063/1.4884600
发表时间：
2014-05
期刊：
Structural dynamics (Melville, N.Y.)
影响因子：
--
作者：
Petit T;Lange KM;Conrad G;Yamamoto K;Schwanke C;Hodeck KF;Dantz M;Brandenburg T;Suljoti E;Aziz EF
通讯作者：
Aziz EF
影响因子：
2.5
作者：
J. D. Craig
通讯作者：
J. D. Craig
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影响因子：
3.5
作者：
W. Rudolph;G. Irmer
通讯作者：
G. Irmer
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1.7
作者：
V. Mazzacurati;M. Ricci;G. Ruocco;M. Nardone
通讯作者：
M. Nardone
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DOI：
10.1201/b12066-83
发表时间：
2006
期刊：
The Journal of chemical physics
影响因子：
--
作者：
B. Ladanyi;M. Elola
通讯作者：
M. Elola