Forskere fra University of Basel i Schweiz har fundet en afvigende egenskab i vand, hvilket betyder, at nogle af dens molekyler (para-isomerer) reagerer bedre end andre (ortho-isomerer). Forskernes artikel blev offentliggjort i tidsskriftet Nature Communications. Dette rapporteres af Science Alert.
Vandmolekylet findes i to former - ortho- (o-) og para-vand (p-vand), som adskiller sig fra hinanden ved værdien af den samlede nukleare spindel, der består af spinserne i de brintkerner, der udgør molekylet. For o-vand er det lig med et, og for p-vand - nul. Spin kan ikke ændres i isolerede molekyler, det er også konserveret i kollisioner med andre molekyler og endda ikke i kemiske reaktioner. Forskelle i spins påvirker rotationssymmetri, så p-vandmolekylet vil være symmetrisk, og o-vand - antisymmetrisk (en fuld revolution kræves for at vende tilbage til sin oprindelige tilstand). Indtil nu var det imidlertid ikke kendt, om spins kan bestemme de forskellige kemiske egenskaber ved o- og p-vand.
Forskerne skabte en støvet plasmakrystall i en ionfælde fra calcium- og diazeniliumioner (N2H +) og spurgte, hvordan forskellige former for vand reagerer med det. Fordi para-isomerer bøjner sig stærkere i det elektrostatiske felt på grund af deres betydelige dipolmoment, gjorde det muligt for forskere at adskille de to former for vand fra hinanden. Derefter blev krystallen bombarderet med vandmolekyler, og med mængden af resterende diazeliniumioner bestemte forskerne, hvilken isomer, der reagerede bedst med krystallen.
Det viste sig, at parationsvandmolekylernes rotationssymmetri gjorde dem 23 procent mere reaktive end ortho-vand. Det blev således demonstreret for første gang, at den kemiske reaktion af polyatomiske molekyler med ioner afhænger af rotationssymmetri.