Gli scienziati hanno isolato per la prima volta le due diverse forme di molecole d'acqua.
Le molecole d'acqua erano conosciute come due distinti "isomeri", o tipi, basati sulle loro proprietà leggermente diverse a livello atomico.
Separando i due isomeri, i ricercatori sono stati in grado di dimostrare che si comportano diversamente nel modo in cui subiscono reazioni chimiche.
Il lavoro appare in Nature Communications.
In termini di base, le molecole d'acqua consistono in un singolo atomo di ossigeno legato ad una coppia di atomi di idrogeno (H₂O).
Tuttavia, possono essere ulteriormente suddivisi in base a una proprietà dei nuclei nei cuori degli atomi di idrogeno - il loro "giro".
Mentre non girano nel senso che capiremmo, questa proprietà dei nuclei di idrogeno influisce sulla rotazione delle molecole d'acqua stesse.
Se gli spin nucleari dei due atomi di idrogeno in acqua sono orientati nella stessa direzione, si chiama orto-acqua. Se sono disposti in direzioni diverse, è noto come para-acqua.
Dato che gli isomeri sono molto simili, è stato particolarmente difficile separarli. Ma il prof. Stefan Willitsch e i suoi colleghi sono riusciti a farlo usando i campi elettrici.
Sono stati quindi in grado di indagare su come le diverse forme di acqua hanno reagito con un'altra sostanza chimica.
Hanno usato ioni diatrolito ultracold (una forma di azoto) per questo test. I ricercatori hanno scoperto che il para-acqua ha reagito circa il 25% più velocemente con il diazillio rispetto all'orto-acqua.
Poiché la rotazione delle molecole di H₂O è influenzata dallo spin nucleare, diverse forze attrattive agiscono tra i partner in questa reazione chimica. I ricercatori hanno supportato questa interpretazione utilizzando la modellazione al computer.
Il professor Willitsch, dell'Università di Basilea in Svizzera, ha affermato che la ricerca potrebbe contribuire a migliorare il controllo su altri tipi di reazioni chimiche.
"Quanto migliore è in grado di controllare gli stati delle molecole coinvolte in una reazione chimica, tanto meglio i meccanismi e le dinamiche sottostanti di una reazione possono essere studiati e compresi", ha affermato.
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