Un estudio colaborativo de espectroscopía ultrarrápida y simulación de dinámica molecular ab initio muestra que las vacantes de protones en forma de iones hidróxido / metóxido son tan relevantes para la transferencia de protones entre ácidos y bases como el exceso de protones hidratados H3O +, H5O2 +, lo que apunta a un clarodemanda de refinamiento de la imagen microscópica para el transporte acuoso de protones, tanto en solución como en células de combustible de hidrógeno o proteínas transmembrana, lejos del papel dominante asumido actualmente del exceso de protones hidratados. El estudio fue publicado recientemente por científicos del Max BornInstituto de Óptica No Lineal y Espectroscopía de Pulso Corto MBI y la Martin-Luther-University Halle-Wittenberg MLU en el Revista de la Sociedad Americana de Química .
El intercambio de protones entre dos grupos químicos neutralización ácido-base es un problema de química en los libros de texto durante muchos años. Sorprendentemente, hasta la fecha se está obteniendo una nueva comprensión fundamental sobre los pasos elementales del transporte de protones.el hecho de que los pasos elementales por protones o vacantes de protones se realicen en escalas de tiempo extremadamente cortas, que no son accesibles con las técnicas de laboratorio convencionales.La observación de estos pasos de reacción elementales, tal como lo lograron los equipos de investigación de MBI y MLU, requiere por lo tanto, directaacceso a escalas de tiempo de 1-100 picosegundos 0.000000000001 hasta 0.0000000001 segundos, lo que requiere una configuración experimental con una alta resolución de tiempo y sistemas informáticos de alto rendimiento.
Los equipos de investigación han estudiado conjuntamente un sistema modelo particular 7-hidroxiquinolina en mezclas de agua / metanol, donde un pulso láser ultracorto desencadena la desprotonación de un grupo OH y la protonación de un átomo de nitrógeno. La cronología precisa de la primariaLos pasos con esta clase de reacciones químicas han sido difíciles de alcanzar, lo que ha llevado a numerosas especulaciones. Los científicos de MBI y MLU ahora han podido determinar que la liberación de un protón del grupo OH al solvente es realmente ultrarrápida, pero la elecciónEl aumento de un protón por el átomo de nitrógeno es aún más rápido. Esto da como resultado un mecanismo de transporte de vacantes de protones, es decir, de iones hidróxido / metóxido. Los pasos de reacción elementales se han dilucidado con espectros IR resueltos en el tiempo y cálculos químicos cuánticos detallados.
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Materiales proporcionado por Forschungsverbund Berlin . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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