Logran por primera vez medir electrones de valencia individuales durante una reacción química
Científicos de SLAC capturaron en tiempo real la disociación del amoníaco usando un láser de rayos X
Por Álvaro Gutiérrez Fernández
Zacatelco, Tlaxcala. – Un equipo de científicos del Laboratorio Nacional de Aceleradores SLAC en California ha logrado, por primera vez, rastrear un solo electrón de valencia durante una reacción química. El estudio, publicado en Physical Review Letters y reportado por Chemistry World, observó la disociación de moléculas de amoníaco con un nivel de detalle sin precedentes.
Los electrones de valencia son los electrones más externos de un átomo. Se comparten entre átomos y definen el comportamiento químico, impulsando prácticamente todas las reacciones químicas. Se mueven a velocidades ultrarrápidas y recorren distancias muy pequeñas.
Para medirlos, los investigadores utilizaron luz láser ultravioleta para provocar la separación de átomos de hidrógeno de moléculas de amoníaco. Luego, tras un retardo infinitesimal (del orden de femtosegundos, donde un femtosegundo es la millonésima parte de una milmillonésima parte de un segundo), dispararon haces de rayos X desde la Fuente de Luz Coherente del Acelerador Lineal (LCLS) de SLAC.
Al variar gradualmente la duración de los intervalos, el equipo estudió los electrones de enlace de valencia durante unos cientos de femtosegundos. Registraron los cambios en el ángulo de los haces de rayos X dispersados por las moléculas de amoníaco y pudieron determinar la posición de los electrones que mantienen unidos a los átomos durante la transición de la molécula de una forma piramidal a una forma plana, antes de que se desprenda un átomo de hidrógeno.
«Por primera vez, hemos podido rastrear un solo electrón de valencia», declaró a Chemistry World Ian Gabalski, candidato a doctorado en la Universidad de Stanford y miembro del equipo.
Adam Kirrander, de la Universidad de Oxford, que no participó en el estudio, calificó el trabajo como «un magnífico ejemplo de la creciente precisión con la que se puede mapear la dinámica dependiente del tiempo en las moléculas».
