El catión trihidrógeno, H 3+ , juega un papel importante en la química interestelar donde facilita la formación de agua y moléculas orgánicas. Los investigadores han descubierto cómo se forma el catión cuando las moléculas orgánicas (particularmente los alcoholes) son excitadas por un intenso pulso de láser (interpretación del artista). Saber cómo se forma el catión nos acerca a comprender la química que dio lugar a la vida tal como la conocemos. Crédito:Marcos Dantus, Universidad del estado de michigan
El catión trihidrógeno, H 3+ , es el punto de partida de casi todas las moléculas del universo. Típicamente, H 3+ está formado por colisiones que involucran gas hidrógeno, pero su química a nivel molecular es relativamente desconocida. Cuando las moléculas orgánicas son golpeadas por un pulso láser, se ionizan y comienza la reacción. Luego, las moléculas se rompen en diferentes fragmentos; uno de los cuales es H 3+ . Son capaces de medir los detalles de esta reacción:las escalas de tiempo, producir, y cómo se rompen y forman los enlaces químicos. Estos experimentos también brindan detalles clave sobre cada paso de la reacción que ocurre en escalas de tiempo ultracortas (más rápido que una millonésima de millonésima de segundo).
Los hallazgos son importantes para la astroquímica porque las moléculas orgánicas, incluidos los alcoholes, están presentes en el espacio. Este es un paso más en el aprendizaje de cómo se forman y se comportan las moléculas orgánicas en el universo. También, el hecho de que la formación de H 3+ implica una molécula de hidrógeno neutro que deambula y se lleva otro átomo de hidrógeno es significativo. ¿Por qué? La química itinerante es un fenómeno nuevo y relativamente desconocido; este trabajo ofrece información sobre este tipo de proceso químico.
Los científicos han descubierto formas adicionales en las que el catión trihidrógeno, H
3+
, el ion más abundante del universo, se produce tras la activación de alta energía de alcoholes y otras moléculas orgánicas. A pesar de la fuerte repulsión entre las partículas cargadas, El equipo descubrió que una molécula de hidrógeno itinerante era responsable de la reacción química que producía H
3+
. Los investigadores llevaron a cabo el estudio utilizando intensos pulsos de láser de femtosegundos e instrumentación capaz de detectar los iones resultantes a partir de mediciones experimentales. La reacción ocurre en 100 o 340 cuadrillonésimas de segundo, dependiendo de la molécula de partida. Confirmaron los mecanismos mediante el uso de cálculos mecánicos cuánticos y mediante mediciones de coincidencia ión-ión. Los hallazgos de la investigación son importantes para la astroquímica y para comprender cómo se forman y se comportan las moléculas orgánicas en el universo. Es más, estos hallazgos son relevantes cuando se utilizan láseres intensos para procedimientos quirúrgicos.
