Влияние влажности на протонную проводимость полисурьмяной кристаллической кислоты
17

и протонная подвижность, причем в первую очередь стимулируется вращательная подвижность протонсодержащих группировок.45,46 Совокупность перечисленных фактов, однако, не объясняет аномально высокой подвижности протона в такой системе, которая как минимум на порядок выше аналогичных значений для других ионов в водных растворах,
и в ряде других соединений. Труднообъяснимой представляется и полученная в предыдущем разделе величина максимальной электропроводности для эстафетного механизма 2.5 10-5 См см-1, сопоставленная с электропроводностью высоководных гетерополикислот 0.17 См см -1. Одной из причин, обусловливающих эти факты, является эквивалентность протонов Н3О+ и Н2О. Согласно Хаггинсу47 и Цунделю48, перенос протона в таких системах можно представить как структурную миграцию ионов H5O4 (рис. 2).Такая модель протонного переноса напоминает известную сказку о соревнованиях по бегу между ежом и зайцем, в которой на конечном пункте запыхавшегося зайца ожидал
еж-близнец. При этом Цундель отмечает, что перескок протона происходит на фоне колебаний системы атомов кислорода, что приводит к смещению наиболее короткой связи (переход от рис. 2,б к 2,в). Это условие, несомненно, облегчает миграцию протона,48 49 хотя не является необходимым.

Строго говоря, приведенная схема описывает лишь поляризацию системы, а для обеспечения протонной проводимости необходима также переориентация вновь образующихся протонсодержащих группировок. Легко заметить, что поворот любой из них приведет к образованию D-дефекта Бьеррума. Поэтому существует мнение, что такой поворот осуществляется взаимосогласованно, т.е. поворот одной молекулы воды приводит к повороту второй, третьей и т.д. с небольшим отставанием по фазе. В результате перемещение D-дефекта происходит кооперативно и волнообразно (этот механизм часто называют солитонным). Быстрый