西德戈丁根麦克斯 · 布朗克研究所的发现,可能有助于我们对水——地球上最复杂的液体的了解。该研究所的W. Saenget证明在d-环糊精的水合物中存在环状氢键结构。萨恩格用X-射线和中子散射相结合的方法研究了α-环糊精 · 6H2O种从六个环接的葡萄糖分子和六个水分子制得的络合物(Nature,279卷,343期)。
此水合物在一个单位晶胞中总共有120个羟基(OH),它使在结构上形成氢键容易和能量方面有利。氢键是较弱的末端变学链,强度约为共价键的5%。它们把分子彼此键联起来,并在液体水中继续不停地断裂和形成。然而,氢键却提供了分子内聚力,使水在室温下成为液体而不是气体,而且具有高的表面强力、比热以及比什么都好的溶剂性质。
萨恩格已辨认出三种不同的环状氢键结构(在一个水合物分子内):一种是六节环;二种是五节环,全体分享两个中心水分子(它们填充环糊精分子之间的空隙)。理论计算表明,当形成环状结构时,能量是增加的,虽然氢键还是与形成链样结构同样的氢键。考虑到这些环状结构的形成条件,萨恩格推究着液体水的结构。他说:“把本体水的摇晃簇结构当作主要是五节和六节环状氢键的群是颇为有吸引力的。”
[郑锡年译自英国New Scientist 1979年6月6日]