Naukowcy z Uniwersytetu w Bazylei w Szwajcarii odkryli anomalną właściwość wody, co oznacza, że niektóre jej cząsteczki (para-izomery) reagują lepiej niż inne (orto-izomery). Artykuł naukowców został opublikowany w czasopiśmie Nature Communications. Jest to zgłaszane przez Science Alert.
Cząsteczka wody występuje w dwóch formach - orto- (o-) i para-woda (p-woda), które różnią się od siebie wartością całkowitego spinu jądrowego, na który składają się spiny jąder wodoru tworzących cząsteczkę. Dla wody o równej jeden, a dla wody p - zero. Spin nie może się zmienić w izolowanych cząsteczkach, zachowuje się również w zderzeniach z innymi cząsteczkami, a nawet w reakcjach chemicznych. Różnice w spinach wpływają na symetrię obrotową, więc cząsteczka p-wody będzie symetryczna, a o-woda - antysymetryczna (do powrotu do pierwotnego stanu potrzebny jest pełny obrót). Jednak do tej pory nie było wiadomo, czy spiny mogą determinować różne właściwości chemiczne wody o i p.
Naukowcy stworzyli zakurzony kryształ plazmy w pułapce jonów z jonów wapnia i diazenilu (N2H +) i śledzili, jak reagują z nim różne formy wody. Ponieważ para-izomery odchylają się silniej w polu elektrostatycznym z powodu ich znaczącego momentu dipolowego, pozwoliło to naukowcom na oddzielenie od siebie dwóch form wody. Następnie kryształ został zbombardowany cząsteczkami wody i na podstawie ilości pozostałych jonów diazeliniowych naukowcy określili, który izomer najlepiej reagował z kryształem.
Okazało się, że symetria rotacyjna cząsteczek para-wody czyni je o 23% bardziej reaktywnymi niż orto-woda. W ten sposób po raz pierwszy wykazano, że reakcja chemiczna cząsteczek wieloatomowych z jonami zależy od symetrii obrotowej.