研究人员首次监测到溶质离子与其周围溶剂的结合。这些实验可以为实时跟踪诸如阳离子-分子复合物形成等重要转化提供一条途径。
由丹麦奥胡斯大学的Henrik Stapelfeldt领导的团队设计了一个实验来跟踪钠离子溶解在液氦液滴中的情况。这个过程开始于单个钠原子位于液滴表面的凹痕中，而氙原子则包含在液滴内部。研究小组通过使用飞秒激光脉冲电离钠原子来触发溶剂化过程——氦原子现在被带正电的钠离子吸引，并逐渐与之结合。然后第二个激光脉冲使氙原子电离。带正电的氙离子现在排斥钠氦复合物，使其从液滴中喷射出来。探测器允许团队监测喷射的复合物，并确定有多少氦原子与钠离子结合。通过改变第一个和第二个激光脉冲之间的时间，研究小组深入了解了溶剂结合过程发生的速度。
实验开始时，氦纳米液滴表面掺杂了一个氙原子和一个钠原子(a)。激光脉冲电离钠原子，溶剂化过程开始(b)。氦原子被钠离子吸引，并逐渐结合(c)。第二次激光脉冲电离氙原子(d)，氙和钠离子之间的排斥导致钠离子从液滴中喷射出来(e,f)。
实验表明，最初的5个氦原子以每皮秒2个原子的速度与钠离子结合。Stapelfeldt的研究小组认为，这些发现使离子溶剂化理论模型的实验基准成为可能，并为测量其他碱和碱土离子的溶剂化动力学打开了大门。
Jamie Durrani是高级科学记者
《化学世界》杂志。他报道最新的化学研究和相关主题，包括环境、能源和科学政策。查看完整档案
