இரண்டு வெவ்வேறு வடிவங்கள் எவ்வாறு உள்ளன என்பதை ஆராய்ச்சியாளர்கள் முதன்முறையாக ஆராய்ந்துள்ளனர் நீர் (ortho- மற்றும் para-) இரசாயன எதிர்வினைகளை மேற்கொள்ளும் போது வித்தியாசமாக நடந்து கொள்கின்றன.
நீர் ஒரு இரசாயன நிறுவனம், ஒரு மூலக்கூறு இதில் ஒற்றை ஆக்சிஜன் அணு இரண்டு ஹைட்ரஜன் அணுக்களுடன் (H2O) இணைக்கப்பட்டுள்ளது. நீர் திரவ, திட (பனி) மற்றும் வாயு (நீராவி) என உள்ளது. இது இல்லாத சில இரசாயனங்களில் ஒன்றாகும் கார்பன் இன்னும் அறை வெப்பநிலையில் (சுமார் 20 டிகிரி) திரவமாக இருக்கலாம். நீர் எங்கும் நிறைந்தது மற்றும் வாழ்க்கைக்கு முக்கியமானது. மூலக்கூறு மட்டத்தில் அது தினமும் நன்கு தெரியும் நீர் இரண்டு வெவ்வேறு வடிவங்களில் உள்ளது ஆனால் இந்த தகவல் பொதுவான அறிவு இல்லை. இந்த இரண்டு வடிவங்கள் நீர் ஐசோமர்கள் என்று அழைக்கப்படுகின்றன மற்றும் அவை ஆர்த்தோ- அல்லது பாரா- என குறிப்பிடப்படுகின்றன. நீர். இந்த வடிவங்களுக்கிடையிலான முக்கிய வேறுபாடு மிகவும் நுட்பமானது மற்றும் இரண்டு ஹைட்ரஜன் அணுக்களின் அணுக்கரு சுழற்சிகளின் ஒப்பீட்டு நோக்குநிலை ஆகும், அவை ஒரே அல்லது எதிர் திசையில் சீரமைக்கப்படுகின்றன, எனவே அவற்றின் பெயர்கள். ஹைட்ரஜன் அணுக்களின் இந்த சுழல் அணு இயற்பியல் காரணமாக உள்ளது, இருப்பினும் இந்த நிகழ்வு இன்னும் முழுமையாக புரிந்து கொள்ளப்படவில்லை. இந்த இரண்டு வடிவங்களும் ஒரே மாதிரியான இயற்பியல் பண்புகளைக் கொண்டுள்ளன, மேலும் அவை ஒரே மாதிரியான வேதியியல் பண்புகளைக் கொண்டிருக்க வேண்டும் என்று இதுவரை நம்பப்படுகிறது.
இல் வெளியிடப்பட்ட சமீபத்திய ஆய்வில் இயற்கை தகவல்தொடர்புகள், ஹாம்பர்க், பாசல் பல்கலைக்கழக ஆராய்ச்சியாளர்கள் இந்த இரண்டு வடிவங்களின் இரசாயன வினைத்திறனில் உள்ள வேறுபாட்டை முதன்முறையாக ஆராய்ந்தனர். நீர் ஆர்த்தோ- மற்றும் பாரா- வடிவங்கள் மிகவும் வித்தியாசமாக செயல்படுகின்றன என்பதை நிரூபித்துள்ளன. வேதியியல் வினைத்திறன் என்பது ஒரு மூலக்கூறு இரசாயன எதிர்வினைக்கு உட்படும் வழி அல்லது திறனைக் குறிக்கிறது. என்ற பிரிவினையை உள்ளடக்கிய ஆய்வு நீர் அதன் இரண்டு ஐசோமெரிக் வடிவங்களில் (ஆர்த்தோ- மற்றும் பாரா-) எலக்ட்ரோஸ்டேடிக் டிஃப்ளெக்டரைப் பயன்படுத்தி மின்சார புலங்களை உள்ளடக்கியது. இந்த இரண்டு ஐசோமர்களும் நடைமுறையில் ஒரே மாதிரியானவை மற்றும் ஒரே மாதிரியான இயற்பியல் பண்புகளைக் கொண்டிருப்பதால், இந்த பிரிப்பு செயல்முறை சிக்கலானது மற்றும் சவாலானது. ஃப்ரீ-எலக்ட்ரான் லேசர் அறிவியலுக்காக அவர்களால் உருவாக்கப்பட்ட மின்சார புலங்களின் அடிப்படையிலான முறையைப் பயன்படுத்துவதன் மூலம் இந்த ஆராய்ச்சியாளர்களின் குழுவால் பிரிப்பு அடையப்பட்டது. டிஃப்ளெக்டர் ஒரு மின்சார புலத்தை அணுவாக்கப்பட்ட நீரின் கற்றைக்கு அறிமுகப்படுத்துகிறது. இரண்டு ஐசோமர்களில் அணுக்கரு சுழற்சியில் முக்கியமான வேறுபாடு இருப்பதால், இந்த மின்சார புலத்துடன் அணுக்கள் தொடர்பு கொள்ளும் விதத்தை இது சற்று பாதிக்கிறது. எனவே, நீர் டிஃப்ளெக்டரின் வழியாக பயணிக்கும்போது அது ஆர்த்தோ- மற்றும் பாரா- என இரண்டு வடிவங்களாக பிரிக்கத் தொடங்குகிறது.
ஆய்வாளர்கள் அதை நிரூபித்துள்ளனர். நீர் ஆர்த்தோ-நீரைக் காட்டிலும் சுமார் 25 சதவிகிதம் வேகமாக வினைபுரிகிறது மற்றும் இது a ஐ ஈர்க்கும் திறன் கொண்டது எதிர்வினை பங்குதாரர் மிகவும் வலுவாக. நீர் மூலக்கூறுகளின் சுழற்சியை பாதிக்கும் அணுக்கரு சுழற்சியின் வேறுபாட்டால் இது நிச்சயமாக விளக்கப்படுகிறது. மேலும், பாரா-நீரின் மின் புலம் அயனிகளை வேகமாக ஈர்க்கும் திறன் கொண்டது. குழுவானது அவர்களின் கண்டுபிடிப்புகளை உறுதிப்படுத்த நீர் மூலக்கூறுகளின் கணினி உருவகப்படுத்துதல்களை மேலும் நிகழ்த்தியது. அனைத்து சோதனைகளும் மிகக் குறைந்த வெப்பநிலை அமைப்புகளில் கிட்டத்தட்ட -273 டிகிரி செல்சியஸ் மூலக்கூறுகளைக் கொண்டு செய்யப்பட்டன. இத்தகைய நிலைமைகளில் மட்டுமே தனித்தனி குவாண்டம் நிலைகள் மற்றும் மூலக்கூறுகளின் ஆற்றல் உள்ளடக்கம் நன்கு வரையறுக்கப்பட்டு சிறப்பாகக் கட்டுப்படுத்தப்பட முடியும் என்று ஆசிரியர்கள் விளக்கியபடி இது ஒரு முக்கியமான காரணியாகும். அதாவது நீர் மூலக்கூறு அதன் இரண்டு வடிவங்களில் ஒன்றை நிலைப்படுத்தி அவற்றின் வேறுபாடுகள் தெளிவாகவும் தெளிவாகவும் இருக்கும். எனவே, இரசாயன எதிர்வினைகளை ஆராய்வது, சிறந்த புரிதலுக்கு வழிவகுக்கும் அடிப்படை வழிமுறைகள் மற்றும் இயக்கவியல் ஆகியவற்றை வெளிப்படுத்தலாம். இருப்பினும், இந்த ஆய்வின் நடைமுறை பயன்பாடு இந்த நேரத்தில் மிக அதிகமாக இருக்காது.
***
{மேற்கோள் காட்டப்பட்ட ஆதாரங்களின் பட்டியலில் கீழே கொடுக்கப்பட்டுள்ள DOI இணைப்பைக் கிளிக் செய்வதன் மூலம் அசல் ஆய்வுக் கட்டுரையைப் படிக்கலாம்}
ஆதாரம் (ங்கள்)
கிலாஜ் ஏ மற்றும் பலர் 2018. சிக்கியுள்ள டயசெனிலியம் அயனிகளை நோக்கி பாரா மற்றும் ஆர்த்தோ-வாட்டரின் வெவ்வேறு வினைத்திறன்களை அவதானித்தல். நேச்சர் கம்யூனிகேஷன்ஸ். 9(1) https://doi.org/10.1038/s41467-018-04483-3
