Proton Hopping

释义 Definition

质子跳跃：指质子（H⁺）在氢键网络中（尤其在水或蛋白质内部的“水链”中）通过连续的键重排与电荷传递，呈现出“像在分子间跳跃”一样的快速迁移过程；常与Grotthuss（格罗特胡斯）机制相关。该术语多用于化学、物理化学与生物能量学语境。

发音 Pronunciation (IPA)

/ˈproʊtɑːn ˈhɑːpɪŋ/

例句 Examples

Proton hopping helps explain why protons move so fast in water.
质子跳跃有助于解释为什么质子在水中迁移得如此之快。

In hydrogen-bonded networks, proton hopping can dominate charge transport, strongly affecting proton conductivity in fuel-cell membranes and biological channels.
在氢键网络中，质子跳跃可能主导电荷传输，从而显著影响燃料电池膜与生物通道中的质子电导率。

词源 Etymology

proton 来自希腊语 prōtos（“第一”），在物理学中用于指代带正电的基本粒子；hopping 源自 hop（“跳”），表示“跳跃式移动”。组合成 proton hopping，是一种形象化的科学表述，用来描述质子在氢键网络中通过连续“接力”式转移而实现的快速迁移（并非一个质子实体像小球那样真正跳来跳去，而是电荷与键结构的快速重排）。

相关词 Related Words

• Grotthuss Mechanism
• Proton Transfer
• Hydrogen Bond
• Hydronium
• Proton Conductivity
• Water Wire
• Solvation
• Acid–Base Reaction

文献与作品 Literary / Notable Works

• Theodor von Grotthuss（1806）关于电解与质子传导的经典论文（常被视为该机制的源头之一，后世讨论“质子跳跃”时频繁引用）。
• Peter Atkins & Julio de Paula，《Atkins’ Physical Chemistry》（物理化学教材中常以水中异常高的质子迁移率为例讨论相关机制）。
• Allen J. Bard & Larry R. Faulkner，《Electrochemical Methods: Fundamentals and Applications》（电化学与离子/质子传导讨论中常涉及此类传输图景）。
• Helmut C. Wolf（等）相关的质子传输/氢键网络研究综述与专著（在凝聚态与材料体系中讨论“proton hopping/proton transport”用语较常见）。