Un estudio detallado de las reacciones de itinerancia, donde los átomos de compuestos se separan y orbitan alrededor de otros átomos para formar compuestos nuevos inesperados, podría permitir a los científicos hacer predicciones mucho más precisas sobre las moléculas en la atmósfera. incluyendo modelos de cambio climático, contaminación urbana y agotamiento del ozono.

En un artículo publicado hoy en la revista Ciencias , un equipo de investigadores de UNSW Sydney, Universidad de Sydney, La Universidad de Emory y la Universidad de Cornell mostraron con un detalle sin precedentes exactamente lo que sucede durante las reacciones de itinerancia de los compuestos químicos.

Profesor Scott Kable, un científico atmosférico que también es el director de la Escuela de Química de la UNSW, compara el estudio con levantar el capó sobre las reacciones de itinerancia y ver por primera vez cómo encajan las partes. Él dice que el estudio brindará a los científicos nuevas herramientas para comprender las maquinaciones de las reacciones en la atmósfera.

"Reacciones químicas, donde los átomos se reorganizan para formar nuevas sustancias, están ocurriendo todo el tiempo en nuestra atmósfera como resultado de emisiones naturales de plantas y animales, así como de la actividad humana, "Dice el profesor Kable.

"Muchas de las reacciones clave en la atmósfera que contribuyen al smog fotoquímico y la producción de dióxido de carbono son iniciadas por la luz solar, que puede dividir las moléculas.

"Por mucho tiempo, Los científicos pensaron que estas reacciones ocurrieron de una manera simple, que la luz del sol fue absorbida y luego la molécula explota, enviando átomos en diferentes direcciones.

"Pero, en los últimos años se comprobó que, donde la energía del sol solo era suficiente para romper un enlace químico, los fragmentos realizan una danza íntima antes de intercambiar átomos y crear nuevos, imprevisto productos químicos, conocidos como reacciones de itinerancia.

"Nuestra investigación muestra que estas reacciones de 'itinerancia' exhiben características inusuales e inesperadas".

El profesor Kable dice en un experimento detallado en el documento, los investigadores observaron la reacción de itinerancia en formaldehído (CH2O) y se sorprendieron al ver en cambio, dos señales bastante distintas, "que podríamos interpretar como dos mecanismos de itinerancia distintos".

Profesor Joel Bowman, que supervisó las simulaciones de las reacciones de itinerancia en la Universidad de Emory en EE. UU., observó que "el modelado detallado de estas reacciones no solo concuerda con los hallazgos experimentales, proporcionan información sobre el movimiento de los átomos durante la reacción ". Las simulaciones del experimento también se llevaron a cabo en la Universidad de Cornell (EE. UU.).

La profesora Meredith Jordan de la Universidad de Sydney dice que los experimentos y los resultados de la teoría sugieren que las reacciones de itinerancia se sitúan entre los mundos clásico y cuántico de la física y la química.

"El análisis de los resultados con increíble detalle tanto en experimentos como en simulaciones nos permitió comprender la naturaleza mecánica cuántica de las reacciones de itinerancia. Esperamos que estas características estén presentes en todas las reacciones de itinerancia, " ella dice.

Los resultados de este estudio proporcionarán a los teóricos los datos necesarios para perfeccionar sus teorías, lo que a su vez permitirá a los científicos predecir con precisión los resultados de las reacciones en la atmósfera iniciadas por la luz solar.

El profesor Kable dice que el estudio también podría beneficiar a los científicos que trabajan en las áreas de combustión y astrofísica, que utilizan modelos complejos para describir cómo las moléculas interactúan entre sí en forma gaseosa.