Виявляється, одні молекули води (пара-ізомери) вступають в хімічну реакцію краще, ніж інші (орто-ізомери).
Молекула води існує у двох формах – орто- (о-) і пара-вода (р-вода), які відрізняються один від одного. У о-води значення повного ядерного спіна дорівнює одиниці, а у р-води – нулю. Спін не може змінюватися у ізольованих молекул, він також зберігається при зіткненнях з іншими молекулами і навіть при хімічних реакціях.
І ще: Чому влітку легко набрати зайву вагу
Відмінності у спінах впливають на обертальну симетрію, так молекула р-води буде симетричною, а о-води – антисиметричною (необхідний повний оборот для повернення до вихідного стану). Однак досі не було відомо, чи можуть спіни визначати різні хімічні властивості о- і р-води.
Дослідники створили в іонній пастці плазменно-пиловий кристал з іонів кальцію і діазеніліума (N2H +) і простежили, як різні форми води реагують з ним. Оскільки пара-ізомери сильніше відхиляються в електростатичному полі завдяки своєму значному дипольному моменту, це дозволило вченим відокремити дві форми води один від одного. Потім кристал піддавався обстрілу молекулами води.
Виявилося, що обертальна симетрія молекул пара-води робила їх на 23 відсотки більше реакційноздатними, ніж орто-вода. Таким чином, було вперше продемонстровано, що вступ в хімічну реакцію багатоатомних молекул з іонами залежить від обертальної симетрії.
Читайте також: Знайдено невідомі небесні тіла