QUẢNG CÁO

Hai dạng đồng phân của nước hàng ngày cho thấy tỷ lệ phản ứng khác nhau

Các nhà nghiên cứu đã lần đầu tiên điều tra xem hai dạng nước khác nhau (ortho- và para-) hoạt động khác nhau như thế nào khi trải qua các phản ứng hóa học.

Nước là một thực thể hóa học, một phân tử trong đó có một ôxy nguyên tử được liên kết với hai nguyên tử hydro (H2O). Nước tồn tại ở dạng lỏng, rắn (nước đá) và khí (hơi). Đây là một trong số ít hóa chất không chứa carbon và vẫn có thể ở dạng lỏng ở nhiệt độ phòng (khoảng 20 độ). Nước có mặt ở khắp mọi nơi và quan trọng đối với sự sống. Ở cấp độ phân tử, ai cũng biết rằng nước hàng ngày tồn tại ở hai dạng khác nhau nhưng thông tin này không phải là kiến ​​thức phổ thông. Hai dạng nước này được gọi là đồng phân và được gọi là nước trực phân hoặc nước para-. Sự khác biệt chính giữa các dạng này là rất nhỏ và chỉ đơn giản là định hướng tương đối của spin hạt nhân của hai nguyên tử hydro được sắp xếp theo cùng một hướng hoặc ngược chiều, do đó có tên gọi của chúng. Spin này của nguyên tử hydro là do vật lý nguyên tử mặc dù hiện tượng này vẫn chưa được hiểu đầy đủ. Hai dạng này có các tính chất vật lý giống hệt nhau và cho đến nay người ta vẫn tin rằng chúng cũng phải có các tính chất hóa học giống hệt nhau.

Trong một nghiên cứu gần đây được công bố trong Thiên nhiên Communications, các nhà nghiên cứu từ Đại học Basel, Hamburg lần đầu tiên đã nghiên cứu sự khác biệt về khả năng phản ứng hóa học của hai dạng nước này và đã chứng minh rằng dạng ortho- và para- phản ứng rất khác nhau. Phản ứng hóa học có nghĩa là cách thức hoặc khả năng mà một phân tử trải qua phản ứng hóa học. Nghiên cứu liên quan đến việc tách nước thành hai dạng đồng phân (ortho- và para-) bằng cách sử dụng bộ làm lệch hướng tĩnh điện bằng cách sử dụng điện trường. Vì cả hai đồng phân này thực tế giống nhau và có tính chất vật lý giống hệt nhau nên quá trình tách này rất phức tạp và đầy thách thức. Nhóm các nhà nghiên cứu này đã đạt được sự phân tách này bằng cách sử dụng phương pháp dựa trên điện trường do họ phát triển cho Khoa học Laser điện tử tự do. Bộ làm lệch hướng đưa một điện trường vào một chùm nước nguyên tử hóa. Vì có sự khác biệt quan trọng về spin hạt nhân ở hai đồng phân, nên điều này tác động đôi chút đến cách các nguyên tử tương tác với điện trường này. Do đó, khi nước đi qua bộ phận làm lệch hướng, nó bắt đầu tách thành hai dạng trực giao và para-.

Các nhà nghiên cứu đã chứng minh rằng para- water phản ứng nhanh hơn khoảng 25% so với ortho-water và nó có khả năng thu hút phản ứng đối tác mạnh mẽ hơn. Điều này chắc chắn được giải thích là do sự khác biệt trong spin hạt nhân ảnh hưởng đến chuyển động quay của các phân tử nước. Ngoài ra, điện trường của nước có thể thu hút các ion nhanh hơn. Nhóm tiếp tục thực hiện các mô phỏng máy tính về các phân tử nước để chứng thực cho phát hiện của họ. Tất cả các thí nghiệm đều được thực hiện với các phân tử trong điều kiện nhiệt độ rất thấp gần -273 độ C. Đây là một yếu tố quan trọng được các tác giả giải thích rằng chỉ trong những điều kiện như vậy, các trạng thái lượng tử riêng lẻ và hàm lượng năng lượng của các phân tử mới có thể được xác định rõ ràng và được kiểm soát tốt hơn. Có nghĩa là phân tử nước ổn định ở một trong hai dạng của nó và sự khác biệt của chúng trở nên rõ ràng và rõ ràng. Do đó, việc nghiên cứu các phản ứng hóa học sau đó có thể tiết lộ các cơ chế và động lực cơ bản dẫn đến hiểu biết tốt hơn. Tuy nhiên, ứng dụng thực tế của nghiên cứu này có thể không cao vào thời điểm này.

***

{Bạn có thể đọc tài liệu nghiên cứu gốc bằng cách nhấp vào liên kết DOI đưa ra bên dưới trong danh sách (các) nguồn được trích dẫn}

Nguồn

Kilaj A và cộng sự 2018. Quan sát các phản ứng khác nhau của para và ortho-nước đối với các ion diazenylium bị mắc kẹt. Nature Communications. 9 (1). https://doi.org/10.1038/s41467-018-04483-3

Nhóm SCIEU
Nhóm SCIEUhttps://www.ScientificEuropean.co.uk
Khoa học Châu Âu® | SCIEU.com | Những tiến bộ đáng kể của khoa học. Tác động đến loài người. Đầu óc đầy cảm hứng.

Theo dõi bản tin của chúng tôi

Để được cập nhật tất cả các tin tức mới nhất, ưu đãi và thông báo đặc biệt.

Hầu hết các bài viết được ưa thích

Molnupiravir trở thành Thuốc kháng vi rút đường uống đầu tiên được đưa vào Hướng dẫn sống của WHO ...

WHO đã cập nhật hướng dẫn sống của mình về phương pháp điều trị COVID-19 ....

Vi lượng đồng căn: Tất cả các tuyên bố rõ ràng phải được giải quyết

Bây giờ nó là một tiếng nói chung rằng vi lượng đồng căn là ...

Ảnh hưởng của nội tiết tố androgen lên não

Các nội tiết tố androgen như testosterone thường được xem một cách đơn giản là ...
- Quảng cáo -
94,555Người hâm mộNhư
47,688Người theo dõiTheo
1,772Người theo dõiTheo
30Thuê baoTheo dõi