Un studio rivela l’esistenza di nuovi tipi di legami chimici

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La chimica ha molte leggi che la governano, e una di queste è che la velocità di una reazione è direttamente proporzionale ad un amento di temperatura. Cosi, nel 1989, quando un gruppo di chimici di Vancouver videro che in un acceleratore nucleare, una reazione tra bromo e muonio, isotopo dell’idrogeno,  veniva rallenta dall’aumento di temperatura, rimasero sconcertati.

Donald Fleming, chimico dell’Università della British Columbia, che partecipò all’esperimento, pensò che forse facendo reagire i bromo con il muonio, si formava un struttura intermedia nella quale i due atomi venivano tenuti insieme da un legame di tipo vibrazionale. In questo caso l’atomo di muonio leggero si sarebbe mosso rapidamente tra i due atomi di bromo presenti, in modo analogo ad una pallina di ping pong che rimbalza tra due palle da bowling. L’atomo oscillante in questo modo terrebbe i due atomi di bromo insieme e ridurrebbe l’energia complessiva e di conseguenza la velocità di reazione.

Quando venne eseguito l’esperimento, non si era in possesso di un attrezzatura idonea per misurare i millisecondo della reazione, per verificare se tale legame esistesse veramente. Negli ultimi 25 anni, grazie al progresso tecnologico siamo arrivati a tracciare i più piccoli cambiamenti del livello di energia presente all’interno di una reazione. Cosi un gruppo di chimici tre anni fa, ripresero l’esperimento di Fleming e lo applicarono all’acceleratore nucleare di Rutherford Appleton Laboratory in Inghilterra.

Sulla base dei calcoli di entrambi i risultati e il lavoro di chimici teorici dell’Università di Berlino e della Saitama University in Giappone, hanno concluso che la reazione tra muonio e bromo rappresenta veramente un nuovo tipo di legame. La sua natura vibrazionale, infatti, abbassa l’energia totale della struttura intermedia cosi da rallentare la velocità di reazione anche se la temperatura aumenta.

Il team ha riportato i risultati lo scorso dicembre nel Angewandte Chemie International Edition, una pubblicazione di  una società chimica tedesca. Il nuovo legame scoperto è stato inserito alla lista dei legami chimici noti come legame vibrazionale.

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