Ruptura concertada de enlaces de hidrógeno por tunelamiento cuántico en el prisma hexámero de agua

La naturaleza de las fuerzas intermoleculares entre las moléculas de agua es la misma en pequeños clústeres de enlaces de hidrógeno que en el volumen. Por lo tanto, los espectros rotacionales de los clústeres brindan información sobre las fuerzas intermoleculares presentes en el agua líquida y el hielo. El hexámero de agua es el clúster de agua más pequeño que soporta estructuras de baja energía con redes de enlaces de hidrógeno tridimensionales ramificadas, en lugar de topologías cíclicas bidimensionales. Aquí reportamos mediciones de los patrones de separación en las transiciones rotacionales del prisma hexámero de agua, y utilizamos simulaciones cuánticas para mostrar que resultan de rotaciones acopladas y desacopladas de un par de moléculas de agua. A diferencia de los movimientos de tunelamiento reportados previamente en clústeres de agua, el movimiento acoplado implica la ruptura concertada de dos enlaces de hidrógeno. Tipos similares de movimiento pueden ser factibles en agua interfacial y confinada.