Measurement of Two Solvation Regimes in Water-Ethanol Mixtures Using X-Ray Compton Scattering

溶剂化 分子间力 康普顿散射 分子内力 混合(物理) 化学物理 同步加速器 散射 水溶液 X射线 物理 材料科学 分子物理学 结晶学 分子 物理化学 化学 光学 量子力学
作者
Iina Juurinen,Kiyoshi Nakahara,Nozomi Ando,Toshihiro Nishiumi,Harumichi Seta,Naoto Yoshida,Takuichi MORINAGA,M. Itou,T. Ninomiya,Y. Sakurai,E. Salonen,K. Nordlund,K. Hämäläinen,Mikko Hakala
出处
期刊:Physical Review Letters [American Physical Society]
卷期号:107 (19) 被引量:56
标识
DOI:10.1103/physrevlett.107.197401
摘要

Water-ethanol mixtures exhibit interesting anomalies in their macroscopic properties. Despite a lot of research, the origin of the anomalies and the microscopic structure itself is still far from completely known. We have utilized the synchrotron x-ray Compton scattering technique to elucidate the structure of aqueous ethanol from a new experimental perspective. The technique is uniquely sensitive to the local molecular geometries at the angstrom and subangstrom scales. The experiments reveal two distinct mixing regimes in terms of geometry: the dilute 5 mol % and the concentrated $>15\text{ }\text{ }\mathrm{mol}\text{ }%$ regimes. By comparing with pure liquids, the former regime is characterized by an intramolecular and the latter by an intermolecular change. The findings bring new light to evaluating the hypothesis of formation of clathratelike structures at the dilute concentrations.
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