Letter 化学：濃厚なアルコール‐水溶液で観察される分子性分離 2002年4月25日 Nature 416, 6883 doi: 10.1038/416829a メタノールやエタノールのように簡単なアルコールを水と混合すると、系のエントロピー増加は、分子がランダムに混合した理想溶液に対する期待値よりもずっと小さい。このよく知られた効果は、周囲の水の中で疎水性の頭部が氷または包接化合物に似た構造を作るためと考えられてきたが、この仮説を支持する実験は少ない。実際、水溶液中のアルコール分子の疎水性頭部がクラスターを作ることを示唆する研究が実験と理論の両面から次々に報告されているが、この自己会合の詳細はまだ一貫して記述されてはいない。今回、同位体置換法中性子回折によって、濃厚なアルコール―水混合物（モル比7:3）の分子スケールの構造を探った。我々のデータから、水分子の大部分は、密に詰まったメチル基の「流体」の中で水素結合による短いひもや小さなクラスターとして存在することがわかった。水のクラスターは隣接するメタノールのヒドロキシル基と水素結合で架橋している。この挙動から、水‐アルコール系の異常な熱力学的性質の原因は、分子レベルでの混合が不完全なことと、バルクの水の3次元水素結合ネットワーク構造の名残が保たれていることにあると思われる。 Full Text PDF 目次へ戻る
