【翼享学术】幻数水团簇H+(H2O)21红外光谱的完整指认

本文围绕“幻数”水团簇H+(H2O)21的红外光谱指认难题展开。背景方面，水溶液中氢离子的微观本质是核心科学问题，而气相水团簇是理想模型，但该团簇自2004年被报道后，其光谱特征长期无法得到理论解释。研究目的在于，华东师范大学何晓教授课题组联合多国学者，旨在通过创新理论方法，实现对H+(H2O)21团簇红外光谱的完整指认。结论显示，研究团队结合分块耦合簇理论和二阶振动拟简并微扰理论，成功获得了与实验高度吻合的计算结果，系统归属了H3O+和中性水分子的各特征振动峰，并发现团簇中存在类冰和类液态两种结构的四面体水分子。该工作不仅破解了长达17年的光谱之谜，也为理解质子在水溶液中的微观行为及氢键网络提供了关键理论框架。