Controlled dissolution of a single ion from a salt interface

溶解 离子键合 单原子离子 离子 分子 化学物理 盐(化学) 化学 多原子离子 无机化学 材料科学 纳米技术 物理化学 有机化学
作者
Huijun Han,Yunjae Park,Yohan Kim,Feng Ding,Hyung‐Joon Shin
出处
期刊:Nature Communications [Nature Portfolio]
卷期号:15 (1) 被引量:1
标识
DOI:10.1038/s41467-024-46704-y
摘要

Interactions between monatomic ions and water molecules are fundamental to understanding the hydration of complex polyatomic ions and ionic process. Among the simplest and well-established ion-related reactions is dissolution of salt in water, which is an endothermic process requiring an increase in entropy. Extensive efforts have been made to date; however, most studies at single-ion level have been limited to theoretical approaches. Here, we demonstrate the salt dissolution process by manipulating a single water molecule at an under-coordinated site of a sodium chloride film. Manipulation of molecule in a controlled manner enables us to understand ion-water interaction as well as dynamics of water molecules at NaCl interfaces, which are responsible for the selective dissolution of anions. The water dipole polarizes the anion in the NaCl ionic crystal, resulting in strong anion-water interaction and weakening of the ionic bonds. Our results provide insights into a simple but important elementary step of the single-ion chemistry, which may be useful in ion-related sciences and technologies.
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