Gyárfás
16 °C
29 °C

A víz nem egy folyadék. Hanem kettő

2018.05.31. 16:35

A vízmolekulákról tudjuk, hogy két különböző izomer formájában léteznek. Ez a különbség atomi szinten enyhén eltérő tulajdonságaikon alapszik. Svájci kutatók a világon elsőként elkülönítették a kétféle izomert, hogy bemutassák, milyen különbözően viselkednek vegyi reakciók hatására.

A vízmolekulák egyetlen oxigénatomból állnak, ami két hidrogénatomhoz kapcsolódik. Ezek tovább oszthatók a hidrogénatom magjának egyik tulajdonsága, a spin alapján, ami a részecskék saját, belső impulzusmomentuma, vagyis perdülete. A spin nem arra utal, hogy a részecskék tényleg pörögnek, de az atommagnak ez a jellemzője befolyásolja a vízmolekulák rotációját.

Ha a két hirdogénatom nukleáris spinje ugyanabba az irányba rendeződik, az az ortovíz; ha különböző irányba, az a paravíz.

Ha az izomerek nagyon hasonlók, nagyon nehéz különválasztani őket. A kutatást vezető Stefan Willitschnek és kollégáinak elektromos mezők használatával sikerült a művelet. Megvizsgálhatták, hogyan lépnek kölcsönhatásba a víz különböző formái más reagensekkel. A kísérlethez ultrahideg nitrogénből és hidrogénből álló diazenílium-iont (N2H+) használtak. Végül arra jutottak, hogy a paravíz 25 százalékkal gyorsabban lépett reakcióba a diazeníliummal, mint az ortovíz.

GettyImages-151043480
Fotó: Bsip

Mivel a H2O molekulák rotációját befolyásolja a nukleáris spin, ebben a kémiai reakcióban különbözőképpen ható erők lépnek fel a partnerek között. A kutatók ezt a megfigyelésüket számítógépes modellekkel is alátámasztották. 

Willitsch szerint a kutatás segíthet más kémiai reakciók feletti irányítás kifejlesztésében:

Minél jobban irányítható egy kémiai reakcióban lévő molekula állapota, annál jobban lehet vizsgálni és megérteni az egy reakció alapjául szolgáló mechanizmusokat és dinamikát.

A svájci kutatók eredményeiket a Nature Communications című szaklapban mutatták be.

(BBC News | MTI)