Es un eufemismo decir que las reacciones químicas tienen lugar en todas partes y constantemente. Tanto en la naturaleza como en el laboratorio, la química es omnipresente. Pero a pesar de sus avances, sigue siendo un desafío fundamental obtener una comprensión y control completos sobre todos los aspectos de unreacción química, como la temperatura y la orientación de las moléculas y átomos que reaccionan.
Esto requiere experimentos sofisticados donde todas las variables que definen cómo se acercan dos reactivos, y finalmente reaccionan entre sí, pueden elegirse libremente. Al controlar cosas como la velocidad y la orientación de los reactivos, los químicos pueden estudiar los detalles más finos de unmecanismo de reacción particular.
En un nuevo estudio, un equipo dirigido por Andreas Osterwalder en el Instituto de Ciencias e Ingeniería Química de la EPFL, en colaboración con los teóricos de la Universidad de Toronto, ha construido un aparato que les permite controlar la orientación y las energías de los átomos que reaccionan, hastacasi el cero absoluto. "Es la formación más fría de un enlace químico jamás observado en haces moleculares", dice Osterwalder. Un haz molecular es un chorro de gas dentro de una cámara de vacío, frecuentemente utilizado en espectroscopía y estudios en química fundamental.
Los científicos han utilizado dos haces de este tipo que se fusionan en un solo haz para estudiar la quimionización, un proceso fundamental de transferencia de energía que se utiliza en varias aplicaciones, por ejemplo, en espectrometría de masas. Durante la quimionización, un átomo o molécula en ella fase gaseosa reacciona con otro átomo o molécula en un estado excitado y crea un ion. La identidad del ion resultante depende de la reacción, se puede formar un nuevo enlace durante la colisión, dando como resultado un ion molecular, o bien un ion atómico puedeSer formado
Los investigadores estudiaron la reacción entre dos gases: un átomo de neón excitado y un átomo de argón. Su aparato contiene un par de imanes solenoides que se utilizan para ajustar con precisión la dirección de un campo magnético en el que tiene lugar la reacción, lo que permitióinvestigadores para controlar la orientación real de los dos átomos entre sí. "Aunque los átomos a menudo se representan como pequeñas bolas, normalmente no son objetos esféricos", dice Osterwalder. "Exactamente porque no lo son, tienen orientaciones específicas yesto puede afectar su reactividad "
Pero aunque el experimento pudo controlar la orientación que a su vez controlaba la cantidad de iones atómicos vs moleculares formados a partir de la quimionización, los investigadores descubrieron que por debajo de una temperatura de alrededor de 20 Kelvin -253,15 oC, el inter-las fuerzas atómicas se hicieron cargo y los átomos se reorientaron independientemente del campo aplicado.
"Esta es la primera vez que alguien hace esto a una temperatura tan baja", dice Osterwalder. "Con este nivel de control, podemos estudiar algunos de los modelos más fundamentales en el núcleo de la química, como la relación entre orientacióny reactividad "
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Materiales proporcionados por Escuela Politécnica Federal de Lausana . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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