Scienziati dell'Università di Basilea in Svizzera hanno trovato nell'acqua una proprietà anomala, il che significa che alcune delle sue molecole (para-isomeri) reagiscono meglio di altre (orto-isomeri). L'articolo dei ricercatori è stato pubblicato sulla rivista Nature Communications. Questo è stato segnalato da Science Alert.
La molecola d'acqua esiste in due forme - orto (o-) e para-acqua (p-acqua), che differiscono l'una dall'altra per il valore dello spin nucleare totale, che è costituito dagli spin dei nuclei di idrogeno che compongono la molecola. Per o-water, è uguale a uno e per p-water - zero. Lo spin non può cambiare nelle molecole isolate, si conserva anche nelle collisioni con altre molecole e persino nelle reazioni chimiche. Le differenze negli spin influenzano la simmetria rotazionale, quindi la molecola p-acqua sarà simmetrica e o-acqua - antisimmetrica (è necessaria una rivoluzione completa per tornare al suo stato originale). Tuttavia, fino ad ora non era noto se gli spin possano determinare le diverse proprietà chimiche dell'acqua o e p.
I ricercatori hanno creato un cristallo di plasma polveroso in una trappola ionica da ioni calcio e diazenilio (N2H +) e hanno monitorato il modo in cui varie forme di acqua reagiscono con esso. Poiché i para-isomeri deflettono più fortemente nel campo elettrostatico a causa del loro significativo momento di dipolo, ciò ha permesso agli scienziati di separare le due forme di acqua l'una dall'altra. Quindi il cristallo è stato bombardato con molecole d'acqua e, in base alla quantità di ioni diazelinio rimanenti, i ricercatori hanno determinato quale isomero ha reagito meglio con il cristallo.
Si è scoperto che la simmetria rotazionale delle molecole di para-acqua le rendeva il 23% più reattive dell'orto-acqua. Pertanto, è stato dimostrato per la prima volta che la reazione chimica delle molecole poliatomiche con gli ioni dipende dalla simmetria rotazionale.
