过氧化氢、酸与醛在我们的日常生活中随处可见。过氧化氢可作为消毒液,用于消毒杀菌;装修过程中,醛含量超标会增加致癌风险;酸更是各种实验的必备溶液。他们成分不同,效果不同,但都可以抽象为溶质溶于水引起水体氢键网络变化以实现各自功效。若能澄清过氧化氢、酸与醛的氢键网络异常弛豫共性机制,对于理解甚至调制他们的作用效应并推广至其他溶液体系非常重要。过氧化氢、酸与醛三种不同类型的溶质溶于水,实际向水体氢键网络中引入了离子或电子局域电场。我们基于氢键O:H—O模型提出点压缩源、局域电场和极化的理论模型,通过测量不同浓度过氧化氢、酸和醛溶液的拉曼光谱和液滴接触角,并结合拉曼差分声子谱方法,分析过氧化氢、酸以及醛溶液水合壳层中氢键弛豫和分子动力学的定性信息。论文的主要研究结果概括如下:(1)过氧化氢溶质的加入破坏了氢键体系的2N守恒规则,并形成了超氢键(O:(?):O)。超氢键作为点压缩源,压缩周围氢键使弱的非键变短变强,而在O—O间库仑斥力的调制下,共价键变长变弱,呈现出高频声子谱红移,低频蓝移的现象。因非键的收缩幅度大于共价键的伸长,氢键整体变短。同时极化作用使过氧化氢液滴表面张力变大,接触角增加。(2)甲酸/乙酸/丙酸溶质分子中氢质子数目多于孤对电子数目而形成反氢键(H(?)H),造成氢脆,破坏氢键网络使表面张力变小。同时由于氢质子和孤对电子居于溶质分子两端形成局域电场极化氢键,使非键红移,共价键蓝移。(3)甲醛/乙醛/丙醛溶质分子由于C和O的sp3轨道杂化,使两个溶质分子结合在一起,形成非对称结构,氢质子和孤对电子分别聚集于分子两端形成局域电场,造成非键红移、共价键蓝移。(4)拉曼光谱与接触角测试结果表明,溶质的加入会破坏氢键原有的2N守恒规则形成超氢键、反氢键、离子或电子局域场等超常规氢键,从而调制氢键弛豫,呈现拉曼频移、表面张力改变。