Ученые провели моделирование поведения водородных связей в воде и установили, что несмотря на недавно найденные флуктуации, ее структура может по-прежнему считаться тетраэдрической. Работа опубликована в журнале Nature Communication, а ее краткое содержание приводит сайт университета Иоганна Гутенберга в Майнце.

Тетраэдрическая локальная структура воды была предложена более 100 лет назад. Она подразумевает связь каждой из молекул жидкости с 4 другими, при этом 2 водородные связи являются акцепторными (то есть молекула принимает электроны ), а 2 — донорными. Эти 4 связи образуют практически правильный тетраэдр, в центре которого находится молекула H2O.

В 2004 году международная группа ученых опубликована в журнале Science статью, в которой подвергла такую модель сомнению. Выводы изыскателей были основаны на анализе воды в рентгеновском диапазоне, которые показали наличие только 2 водородных связей вместо четырех.

В новой работе ученые провели компьютерное моделирование поведения водородных связей и нашли флуктуацию в их интенсивности. В среднем каждая молекула образовывала по 2 акцепторные и 2 донорные связи, но их сила в каждый момент времени была разной. Колебания возникали c характерным временем около 100-200 фемтосекунд (10-15 секунд). что, по словам авторов, объясняет предыдущие результаты рентгеновского анализа.

Водородные связи объясняют многие уникальные свойства воды, например ее высокую температуру кипения. Они также крайне важны для биополимеров и обеспечивают поддержание их структуры. Помимо воды, среди простых веществ водородные связи образуют низкоатомные спирты, аммиак, фтороводород.