Ikertzaileek lehen aldiz ikertu dute bi ur mota desberdinek (orto- eta para-) nola jokatzen duten modu ezberdinean erreakzio kimikoak jasaten dituztenean.
Ura entitate kimiko bat da, oxigeno atomo bakarra bi hidrogeno atomori (H2O) lotuta dagoen molekula bat. Ura likido, solido (izotz) eta gas (lurrun) egoeran existitzen da. Karbonorik ez duten eta giro-tenperaturan (20 gradu inguru) likido izan daitezkeen substantzia kimiko gutxietako bat da . Ura nonahikoa da eta bizitzarako garrantzitsua da. Maila molekularrean, ondo dakigu eguneroko ura bi forma ezberdinetan existitzen dela, baina informazio hori ez da ezaguna. Uraren bi forma hauei isomero deitzen zaie eta orto- edo para- ura deitzen zaie . Forma hauen arteko desberdintasun nagusia oso sotila da eta bi hidrogeno atomoen spin nuklearren orientazio erlatiboa da, norabide berean edo kontrako norabidean lerrokatuta daudenak, hortik datoz haien izenak. Hidrogeno atomoen spin hau fisika atomikoari zor zaio, nahiz eta fenomeno hau oraindik ez den guztiz ulertzen. Bi forma hauek propietate fisiko berdinak dituzte eta orain arte uste izan da propietate kimiko berdinak izan beharko lituzketela.
Nature Communications aldizkarian argitaratu berri den ikerketa batean , Basileako Unibertsitateko (Hamburgo) ikertzaileek lehen aldiz ikertu dute bi ur mota hauen erreaktibotasun kimikoaren aldea eta frogatu dute orto- eta para- formek oso modu ezberdinean erreakzionatzen dutela. Erreaktibotasun kimikoak molekula batek erreakzio kimiko bat jasateko duen modua edo gaitasuna esan nahi du. Ikerketak ura bere bi forma isomerikoetan (orto- eta para-) bereiztea izan zuen helburu, eremu elektrikoak erabiliz deflektore elektrostatiko bat erabiliz. Bi isomero hauek ia berdinak direnez eta propietate fisiko berdinak dituztenez, bereizketa prozesu hau konplexua eta erronka handikoa da. Banaketa ikertzaile talde honek lortu zuen, Elektroi Libreko Laser Zientziarako garatutako eremu elektrikoetan oinarritutako metodo bat erabiliz. Deflektoreak eremu elektriko bat sartzen dio ur atomizatuaren izpi bati. Bi isomeroen spin nuklearrean alde handia dagoenez, horrek eragin txikia du atomoek eremu elektriko horrekin elkarreragiten duten moduan. Beraz, ura deflektoretik igarotzen den heinean, bere bi forma isomerikoetan (orto- eta para-) bereizten hasten da.
Ikertzaileek frogatu dute para- urak orto-urak baino % 25 azkarrago erreakzionatzen duela eta erreakzio- bazkide bat indartsuago erakartzeko gai dela . Hori azaltzen du, zalantzarik gabe, ur molekulen errotazioan eragina duen spin nuklearraren aldeak. Gainera, para-uraren eremu elektrikoak ioiak azkarrago erakartzeko gai da. Taldeak ur molekulen ordenagailuzko simulazioak egin zituen aurkikuntzak berresteko. Esperimentu guztiak molekulekin egin ziren, tenperatura oso baxuetan, ia -273 gradu Celsius-era. Faktore garrantzitsua da hau, egileek azaldu dutenez, baldintza horietan bakarrik defini daitezke molekulen egoera kuantikoak eta energia-edukia ondo eta hobeto kontrola daitezke. Horrek esan nahi du ur molekula egonkortzen dela bere bi formetan, eta haien arteko desberdintasunak ageriko eta argi bihurtzen direla. Horrela, erreakzio kimikoak ikertzeak azpiko mekanismoak eta dinamikak agerian utzi ditzake, ulermen hobea lortzeko. Hala ere, baliteke ikerketa honen erabilera praktikoa ez izatea oso handia une honetan.
***
Iturria (k)
Kilaj A et al. 2018. Para eta orto-uraren erreaktibotasun desberdinen behaketa harrapatutako diazenilio ioiekiko. Nature Communications . 9(1). https://doi.org/10.1038/s41467-018-04483-3
***
