Ikertzaileek lehen aldiz ikertu dute nola bi forma ezberdin ura (orto- eta para-) portaera ezberdina dute erreakzio kimikoak jasaten dituztenean.
Ura entitate kimiko bat da, bakar bat duen molekula bat oxigeno atomoa bi hidrogeno atomorekin (H2O) lotuta dago. Ura likido, solido (izotza) eta gas (lurrun) gisa existitzen da. Ez duten produktu kimiko gutxien artean dago karbono eta oraindik likidoa izan daiteke giro-tenperaturan (20 gradu inguru). Ura nonahikoa eta garrantzitsua da bizitzarako. Maila molekularrean ezaguna da egunerokoa ura bi forma ezberdinetan dago baina informazio hori ez da ohikoa. Bi forma hauek ura isomero deitzen zaie eta orto- edo para- ura. Forma horien arteko desberdintasun nagusia oso sotila da eta norabide berean edo kontrako norabidean lerrokatuta dauden bi hidrogeno atomoen spin nuklearren orientazio erlatiboa besterik ez da, hortik haien izenak. Hidrogeno atomoen bira hau fisika atomikoaren ondoriozkoa da, nahiz eta fenomeno hau oraindik guztiz ulertzen ez den. Bi forma hauek propietate fisiko berdinak dituzte eta orain arte uste izan da orduan ere propietate kimiko berdinak izan behar zituztela.
urtean argitaratu berri den ikerketa batean Nature Komunikazioek, Hamburgoko Basileako Unibertsitateko ikertzaileek lehen aldiz ikertu dute bi forma hauen erreaktibotasun kimikoaren aldea. ura eta orto- eta para- formek oso ezberdin erreakzionatzen dutela frogatu dute. Erreaktibotasun kimikoak molekula batek erreakzio kimiko bat jasaten duen modua edo gaitasuna esan nahi du. Azterketak bereizketa egin zuen ura bere bi forma isomerikoan (orto- eta para-) deflektore elektrostatiko bat erabiliz eremu elektrikoak inplikatuz. Bi isomero hauek ia berdinak direnez eta propietate fisiko berdinak dituztenez, bereizketa prozesu hau konplexua eta zaila da. Bereizketa ikertzaile talde honek Free-Electron Laser Science-rako beraiek garatutako eremu elektrikoetan oinarritutako metodo bat erabiliz lortu zuen. Deflectorak eremu elektriko bat sartzen dio ur atomizatuzko habe bati. Bi isomeroetan spin nuklearrean desberdintasun erabakigarria dagoenez, horrek zertxobait eragiten du atomoek eremu elektriko honekin elkarreragiten duten moduan. Hori dela eta, ura deflektorean zehar bidaiatzen duen heinean bere bi formatan banatzen hasten da orto- eta para-.
Ikertzaileek frogatu dute para- ura Orto-ura baino ehuneko 25 inguru azkarrago erreakzionatzen du eta a erakartzeko gai da erreakzioa bikotea sendoago. Hau, zalantzarik gabe, ur-molekulen errotazioan eragiten duen spin nuklearren desberdintasunak azaltzen du. Gainera, para-uraren eremu elektrikoak ioiak azkarrago erakartzeko gai da. Taldeak, gainera, ur molekulen simulazio informatikoak egin zituen bere aurkikuntzak egiaztatzeko. Esperimentu guztiak tenperatura oso baxuko ezarpenetan ia -273 gradu Celsius-ekin egin ziren. Hau faktore garrantzitsua da egileek azaldu dutenez, baldintza horietan bakarrik egoera kuantiko indibidualak eta molekulen energia-edukia ondo definitu eta hobeto kontrolatu daitezkeela. Horrek esan nahi du ur molekula egonkortzen dela bere bi formetan eta haien desberdintasunak nabariak eta argiak bihurtzen direla. Beraz, erreakzio kimikoak ikertzeak hobeto ulertzeko mekanismoak eta dinamikak agerian utzi ditzake. Hala ere, baliteke azterketa honen erabilera praktikoa ez izatea oso handia une honetan.
***
{Jatorrizko ikerketa-lana irakur dezakezu behean aipatzen den DOI estekan aipaturiko iturrien zerrendan}
Iturria (k)
Kilaj A et al 2018. Para eta orto-uraren erreaktibotasun desberdinen behaketa diazenylium ioiekiko harrapatuta. Natura Komunikazioak. 9 (1). https://doi.org/10.1038/s41467-018-04483-3
