Forskare från universitetet i Basel i Schweiz har hittat en avvikande egenskap i vatten, vilket innebär att vissa av dess molekyler (para-isomerer) reagerar bättre än andra (orto-isomerer). Forskarnas artikel publicerades i tidskriften Nature Communications. Detta rapporteras av Science Alert.
Vattenmolekylen finns i två former - orto- (o-) och paravatten (p-vatten), som skiljer sig från varandra med värdet på den totala kärnvridningen, som består av snurrarna i vätekärnorna som utgör molekylen. För o-vatten är det lika med ett, och för p-vatten - noll. Spin kan inte förändras i isolerade molekyler, det bevaras också i kollisioner med andra molekyler och till och med vid kemiska reaktioner. Skillnader i snurr påverkar rotationssymmetri, så p-vattenmolekylen kommer att vara symmetrisk och o-vatten - antisymmetrisk (en full revolution krävs för att återgå till sitt ursprungliga tillstånd). Hittills var det emellertid inte känt om snurrar kan bestämma de olika kemiska egenskaperna hos o- och p-vatten.
Forskarna skapade en dammig plasmakristall i en jonfälla från kalcium- och diazeniliumjoner (N2H +) och spårade hur olika former av vatten reagerar med den. Eftersom para-isomererna avböjs starkare i det elektrostatiska fältet på grund av deras betydande dipolmoment, tillät detta forskare att skilja de två formerna av vatten från varandra. Sedan bombarderades kristallen med vattenmolekyler, och med mängden återstående diazeliniumjoner bestämde forskarna vilken isomer som reagerade bäst med kristallen.
Det visade sig att parations-vattenmolekylernas rotationssymmetri gjorde dem 23 procent mer reaktiva än ortho-vatten. Således demonstrerades det för första gången att den kemiska reaktionen hos polyatomiska molekyler med joner beror på rotationssymmetri.