酸在超冷星际空间中会怎样？波鸿鲁尔大学研究小组研究了酸在极低温度下如何与水分子相互作用。

通过光谱分析和计算机模拟，研究了盐酸(HCl)在类似于超冷星际空间条件下是否释放质子的问题，其答案取决于水和盐酸分子结合的顺序。

研究由物理化学II主席Martina Havenith教授和鲁尔-波洪大学理论化学主席Dominik Marx教授，尼梅亨内梅亨大学Britta Redlich博士领导的研究小组，其研究成果发表在《科学进展》上。

从复杂分子的形成过程来看

如果盐酸在常温等正常条件下与水分子接触，酸会立即解离，释放出质子(H+)；剩下一个氯离子(Cl-)研究小组想要找出是否同样的过程也发生在10开尔文以下的极低温度下，即低于零下263.15摄氏度。想知道，我们所知道地球上的酸碱化学物质，是否也存在于星际空间的极端环境中，这些结果对于理解太空中更复杂化学分子是如何形成的至关重要——远在生命的第一个前体出现之前。为了在实验室中复制极低温度，研究人员在超流氦液滴中进行了化学反应。

（博科园-图示）在像星际空间那样的条件下，盐酸可以沿着两条可能的路径：在冰水中游离或吸收。图片：D. Mani

使用一种特殊的红外光谱技术来监测这一过程，这种技术可以探测到分子的低频振动。研究人员在奈梅亨使用了一种特别高亮度的激光，计算机模拟使科学家们能够解释实验结果。首先，研究人员在盐酸分子中加入了四个水分子，一个接一个。盐酸在这个过程中分解，把质子给水分子，形成水合氢离子。剩下的氯离子，水合氢离子和其他三个水分子形成了一个簇。然而，如果研究人员首先从这四个水分子中创造出一个冰状的团簇，然后加入盐酸，会得到了一个不同的结果：

盐酸分子没有解离；质子仍然和氯离子成键。在可以在星际空间中找到的条件下，酸是可以分解的，但这并不一定要发生——可以说，这两个过程是同一枚硬币的两面。研究人员假设这一结果也适用于其他酸，因为它代表了在超冷条件下化学的基本原理。太空中的化学并不简单，它甚至可能比行星环境下的化学更加复杂，毕竟，它不仅取决于反应物质的混合比例，而且还取决于它们相互相加的顺序。这一现象需要在未来的实验和模拟中考虑到在极端条件下。