Истражувачите за прв пат истражувале како две различни форми на вода (орто- и пара-) се однесуваат поинаку кога се подложени на хемиски реакции.
Вода е хемиски ентитет, молекула во која сингл кислород атомот е поврзан со два атоми на водород (H2O). Вода постои како течност, цврста (мраз) и гас (пареа). Тоа е меѓу ретките хемикалии кои не содржат јаглерод а сепак може да биде течен на собна температура (околу 20 степени). Вода е сеприсутна и важна за животот. На молекуларно ниво е добро познато дека секојдневно вода постои во две различни форми, но оваа информација не е општо позната. Овие две форми на вода се нарекуваат изомери и се нарекуваат орто- или пара- вода. Главната разлика помеѓу овие форми е многу суптилна и е едноставно релативната ориентација на нуклеарните вртења на двата атоми на водород кои се подредени во иста или спротивна насока, па оттука и нивните имиња. Овој спин на атоми на водород се должи на атомската физика иако овој феномен сè уште не е целосно разбран. Овие две форми имаат идентични физички својства и досега се веруваше дека тие треба да имаат идентични хемиски својства.
Во една неодамнешна студија објавена во природата Комуникации, истражувачите од Универзитетот во Базел, Хамбург за прв пат ја истражија разликата во хемиската реактивност на овие две форми на вода и докажаа дека орто- и пара-формите реагираат многу различно. Хемиска реактивност значи начин или способност со која молекулата е подложена на хемиска реакција. Студијата вклучуваше одвојување на вода во неговите две изомерни форми (орто- и пара-) користејќи електростатички дефлектор со вклучување на електрични полиња. Бидејќи и двата изомери се практично исти и имаат идентични физички својства, овој процес на сепарација е сложен и предизвикувачки. Раздвојувањето беше постигнато од оваа група истражувачи со користење на метод заснован на електрични полиња развиен од нив за наука за ласери за слободни електрони. Дефлекторот воведува електрично поле во зрак атомизирана вода. Бидејќи постои клучна разлика во нуклеарното вртење во двата изомери, ова малку влијае на начинот на кој атомите комуницираат со ова електрично поле. Затоа, додека водата патува низ дефлекторот, таа почнува да се одвојува на две форми орто- и пара-.
Истражувачите докажаа дека пара- вода реагира околу 25 проценти побрзо од орто-водата и може да привлече кон а реакција партнер посилно. Ова дефинитивно се објаснува со разликата во нуклеарното вртење кое влијае на ротацијата на молекулите на водата. Исто така, електричното поле на параводата може побрзо да ги привлече јоните. Групата дополнително изврши компјутерски симулации на молекули на вода за да ги потврди нивните наоди. Сите експерименти беа направени со молекули во многу ниски температури, речиси -273 степени Целзиусови. Ова е важен фактор како што објаснија авторите дека само во такви услови индивидуалните квантни состојби и енергетската содржина на молекулите можат добро да се дефинираат и подобро да се контролираат. Што значи дека молекулата на водата се стабилизира како една од нејзините две форми и нивните разлики стануваат очигледни и јасни. Така, истражувањето на хемиските реакции потоа може да ги открие основните механизми и динамика што водат до подобро разбирање. Сепак, практичната употреба на оваа студија можеби не е многу висока во овој момент.
***
{Можете да го прочитате оригиналниот истражувачки труд со кликнување на врската DOI дадена подолу во списокот со цитирани извори}
Извор (и)
Kilaj A et al 2018. Набљудување на различни реактивности на пара и орто-вода кон заробени јони на диазенилиум. Природата комуникации. 9 (1). https://doi.org/10.1038/s41467-018-04483-3
