東大、液体の水の水素結合は「ミクロ不均一モデル」であることを確認

さらに研究グループは、水素結合がつながっていない水分子を選択して観測できるという特徴を活かし、通常の水素で構成される水素結合と重水素(D)で構成される水素結合の違いを調べることを目的に、HとD(重水素)を1つずつ持つHDOの振動スペクトルの測定を実施。

H2O(軽水)とHDO、D2O(重水)の振動スペクトルを比べたところ、もしH2OとD2Oで水素結合のしやすさが一緒であれば、HDOの振動スペクトルはH2OとD2Oの1:1の和で表されるはずであったが、実際にはH2Oの寄与が大きく、水素結合がつながっていないHDO水分子は、OH側、つまり通常の水素で構成される水素結合の方がつながっていない確率が高いことが判明したという。これは通常の水素で構成される水素結合の紐が、重水素で構成される水素結合の紐よりも切れている確率が高いことを示唆するもので、研究グループでは、H2OとD2Oを比較すると、H2Oの方が融点や沸点がD2Oに比べて低いことが一般に良く知られているが、今回の結果を用いることで、この水の物理化学的性質をよく説明することができるようになるとしている。なお、研究グループでは今回用いられた軟X線励起による実験手法を活用していくことで、水素結合が重要な役割を果たしている種々の化学反応や触媒反応、生体中の水の研究が進展することが期待されるとコメントしている。