రెండు వేర్వేరు రూపాలు ఎలా ఉన్నాయో పరిశోధకులు మొదటిసారిగా పరిశోధించారు నీటి (ortho- మరియు para-) రసాయన ప్రతిచర్యలకు గురైనప్పుడు భిన్నంగా ప్రవర్తిస్తాయి.
నీటి ఒక రసాయన అస్తిత్వం, ఒక అణువు దీనిలో ఒక సింగిల్ ఆక్సిజన్ అణువు రెండు హైడ్రోజన్ పరమాణువులతో (H2O) అనుసంధానించబడి ఉంది. నీటి ద్రవ, ఘన (మంచు) మరియు వాయువు (ఆవిర్లు)గా ఉనికిలో ఉంది. ఇది కలిగి లేని కొన్ని రసాయనాలలో ఒకటి కార్బన్ మరియు ఇప్పటికీ గది ఉష్ణోగ్రత వద్ద (సుమారు 20 డిగ్రీలు) ద్రవంగా ఉంటుంది. నీటి సర్వవ్యాప్తి మరియు జీవితానికి ముఖ్యమైనది. పరమాణు స్థాయిలో ఇది ప్రతిరోజూ బాగా తెలుసు నీటి రెండు వేర్వేరు రూపాల్లో ఉంది కానీ ఈ సమాచారం సాధారణ జ్ఞానం కాదు. ఈ రెండు రూపాలు నీటి ఐసోమర్లు అని పిలుస్తారు మరియు వాటిని ఆర్థో- లేదా పారా-గా సూచిస్తారు. నీటి. ఈ రూపాల మధ్య ప్రధాన వ్యత్యాసం చాలా సూక్ష్మంగా ఉంటుంది మరియు రెండు హైడ్రోజన్ పరమాణువుల యొక్క అణు స్పిన్‌ల సాపేక్ష విన్యాసాన్ని ఒకే లేదా వ్యతిరేక దిశలో సమలేఖనం చేస్తుంది, అందుకే వాటి పేర్లు. హైడ్రోజన్ పరమాణువుల ఈ స్పిన్ పరమాణు భౌతిక శాస్త్రం కారణంగా ఉంది, అయితే ఈ దృగ్విషయం ఇంకా పూర్తిగా అర్థం కాలేదు. ఈ రెండు రూపాలు ఒకే విధమైన భౌతిక లక్షణాలను కలిగి ఉంటాయి మరియు అవి కూడా ఒకే రసాయన లక్షణాలను కలిగి ఉండాలని ఇప్పటివరకు నమ్ముతారు.
లో ప్రచురించబడిన ఇటీవలి అధ్యయనంలో ప్రకృతి కమ్యూనికేషన్స్, హాంబర్గ్‌లోని బాసెల్ విశ్వవిద్యాలయం నుండి పరిశోధకులు మొదటిసారిగా ఈ రెండు రకాల రసాయన ప్రతిచర్యలలో వ్యత్యాసాన్ని పరిశోధించారు. నీటి మరియు ఆర్థో- మరియు పారా-ఫారమ్‌లు చాలా భిన్నంగా స్పందిస్తాయని నిరూపించబడ్డాయి. కెమికల్ రియాక్టివిటీ అంటే ఒక అణువు రసాయన ప్రతిచర్యకు లోనయ్యే మార్గం లేదా సామర్థ్యం. యొక్క విభజనను అధ్యయనం చేసింది నీటి విద్యుత్ క్షేత్రాలను చేర్చడం ద్వారా ఎలెక్ట్రోస్టాటిక్ డిఫ్లెక్టర్‌ని ఉపయోగించి దాని రెండు ఐసోమెరిక్ రూపాల్లో (ఆర్థో- మరియు పారా-). ఈ రెండు ఐసోమర్లు ఆచరణాత్మకంగా ఒకే విధంగా ఉంటాయి మరియు ఒకే విధమైన భౌతిక లక్షణాలను కలిగి ఉంటాయి కాబట్టి, ఈ విభజన ప్రక్రియ సంక్లిష్టమైనది మరియు సవాలుగా ఉంటుంది. ఫ్రీ-ఎలక్ట్రాన్ లేజర్ సైన్స్ కోసం వారు అభివృద్ధి చేసిన విద్యుత్ క్షేత్రాల ఆధారిత పద్ధతిని ఉపయోగించడం ద్వారా ఈ పరిశోధకుల బృందం విభజనను సాధించింది. డిఫ్లెక్టర్ అటామైజ్డ్ నీటి పుంజానికి విద్యుత్ క్షేత్రాన్ని పరిచయం చేస్తుంది. రెండు ఐసోమర్‌లలో న్యూక్లియర్ స్పిన్‌లో కీలకమైన వ్యత్యాసం ఉన్నందున, ఈ విద్యుత్ క్షేత్రంతో అణువులు సంకర్షణ చెందే విధానాన్ని ఇది కొద్దిగా ప్రభావితం చేస్తుంది. అందువల్ల, నీరు డిఫ్లెక్టర్ ద్వారా ప్రయాణిస్తున్నప్పుడు అది ఆర్థో- మరియు పారా- అనే రెండు రూపాలుగా విడిపోవడాన్ని ప్రారంభిస్తుంది.
పరిశోధకులు పారా- నీటి ఆర్థో-వాటర్ కంటే 25 శాతం వేగంగా ప్రతిస్పందిస్తుంది మరియు ఇది a వరకు ఆకర్షించగలదు స్పందన భాగస్వామి మరింత బలంగా. నీటి అణువుల భ్రమణాన్ని ప్రభావితం చేసే న్యూక్లియర్ స్పిన్‌లోని వ్యత్యాసం ద్వారా ఇది ఖచ్చితంగా వివరించబడింది. అలాగే, పారా-వాటర్ యొక్క విద్యుత్ క్షేత్రం అయాన్లను వేగంగా ఆకర్షించగలదు. సమూహం వారి పరిశోధనలను ధృవీకరించడానికి నీటి అణువుల కంప్యూటర్ అనుకరణలను ప్రదర్శించింది. అన్ని ప్రయోగాలు చాలా తక్కువ ఉష్ణోగ్రత సెట్టింగ్‌లలో దాదాపు -273 డిగ్రీల సెల్సియస్‌లో అణువులతో జరిగాయి. అటువంటి పరిస్థితులలో మాత్రమే వ్యక్తిగత క్వాంటం స్థితులు మరియు అణువుల శక్తి కంటెంట్ బాగా నిర్వచించబడతాయి మరియు బాగా నియంత్రించబడతాయి అని రచయితలు వివరించినట్లు ఇది ఒక ముఖ్యమైన అంశం. అంటే నీటి అణువు దాని రెండు రూపాల్లో దేనినైనా స్థిరపరుస్తుంది మరియు వాటి తేడాలు స్పష్టంగా మరియు స్పష్టంగా కనిపిస్తాయి. అందువల్ల, రసాయన ప్రతిచర్యలను పరిశోధించడం వలన అంతర్లీన విధానాలు మరియు డైనమిక్‌లు మంచి అవగాహనకు దారితీస్తాయి. అయితే, ఈ సమయంలో ఈ అధ్యయనం యొక్క ఆచరణాత్మక ఉపయోగం చాలా ఎక్కువగా ఉండకపోవచ్చు.
***
{ఉదహరించబడిన మూలం(ల) జాబితాలో దిగువ ఇవ్వబడిన DOI లింక్‌ను క్లిక్ చేయడం ద్వారా మీరు అసలు పరిశోధనా పత్రాన్ని చదవవచ్చు}
మూల (లు)
కిలాజ్ ఎ మరియు ఇతరులు 2018. ట్రాప్డ్ డయాజెనిలియం అయాన్ల వైపు పారా మరియు ఆర్థో-వాటర్ యొక్క విభిన్న ప్రతిచర్యల పరిశీలన. ప్రకృతి కమ్యూనికేషన్స్. 9(1) https://doi.org/10.1038/s41467-018-04483-3
