Sciencemag.cz
Doporučujeme
Molekula vody existuje ve formě dvou „izomerů“, ortho a para – podle toho, zda spiny jader vodíkových atomů mají stejnou nebo opačnou hodnotu. Fyzikální vlastnosti obou těchto forem vody jsou prakticky totožné. Vědci z univerzit v Basileji a Hamburku nyní zkoumali, zda se ortho a para voda nějak neliší z hlediska chemické reaktivity.
Kvůli prakticky identickým vlastnostem je velký problém od sebe obě formy vůbec oddělit, nakonec se to podařilo elektrickým polem. Poté se oba izomery nechaly za velmi nízké teploty (blízko absolutní nuly) reagovat s ionty diazenylia N2H+ drženými v pasti. Proton se přitom připojuje k molekule vody – tato reakce údajně probíhá v i v mezihvězdném prostoru, kde byl iont také N2H+ pozorován (v normálních učebnicích chemie se s ním nejspíš nepotkáme).
Výsledek: para voda reaguje o 25 % rychleji. Spin jádra prý ovlivňuje rotaci molekuly vody a tím i další silová působení. Počítačové simulace se shodují s výsledky experimentů.
Zdroj: Phys.org a další
Ardita Kilaj et al, Observation of different reactivities of para and ortho-water towards trapped diazenylium ions, Nature Communications (2018). DOI: 10.1038/s41467-018-04483-3
Poznámky PH: Dohledávání ukazuje, že ortho a para fáze existuje i u molekul vodíku H2. Dokonce přechod mezi nimi není energeticky neutrální. Nicméně takto chápat izomery je dost nezvyklé… Kolik izomerů bychom pak našli u složitějších molekul? Zde se uvažují spiny jádra, co spiny nepárových valenčních elektronů?
Mohou mít dvě látky vůbec totožné fyzikální a odlišné chemické vlastnosti (tedy pokud za chemickou vlastnost nepovažujeme reakce optických izomerů s jinými optickými izomery)?
