O cátion trihidrogênio, H 3+ , desempenha um papel importante na química interestelar, onde facilita a formação de água e moléculas orgânicas. Os pesquisadores descobriram como o cátion se forma quando as moléculas orgânicas (principalmente os álcoois) são excitadas por um pulso de laser intenso (interpretação artística). Saber como o cátion se forma nos leva mais perto de entender a química que deu origem à vida como a conhecemos. Crédito:Marcos Dantus, Michigan State University
O cátion trihidrogênio, H 3+ , é o ponto de partida para quase todas as moléculas do universo. Tipicamente, H 3+ é formado por colisões envolvendo gás hidrogênio, mas sua química em nível molecular é relativamente desconhecida. Quando as moléculas orgânicas são atingidas por um pulso de laser, eles são ionizados e a reação começa. Então, as moléculas se dividem em diferentes fragmentos; um dos quais é H 3+ . Eles são capazes de medir os detalhes dessa reação:as escalas de tempo, produção, e como as ligações químicas são quebradas e formadas. Esses experimentos também fornecem detalhes importantes sobre cada etapa da reação que ocorre em escalas de tempo ultracurtas (mais rápidas do que um milionésimo de milionésimo de segundo).
As descobertas são importantes para a astroquímica porque as moléculas orgânicas, incluindo álcoois, estão presentes no espaço. Este é um passo adiante para aprender como as moléculas orgânicas se formam e se comportam no universo. Também, o fato de que formando H 3+ envolve uma molécula de hidrogênio neutro que vagueia e leva embora outro átomo de hidrogênio é significativo. Porque? A química do roaming é um fenômeno novo e relativamente desconhecido; este trabalho oferece uma visão sobre esse tipo de processo químico.
Os cientistas descobriram maneiras adicionais que o cátion trihidrogênio, H
3+
, o íon mais abundante do universo, é produzido após a ativação de alta energia de álcoois e outras moléculas orgânicas. Apesar da forte repulsão entre as partículas carregadas, a equipe descobriu que uma molécula de hidrogênio móvel era responsável pela reação química que produzia H
3+
. Os pesquisadores conduziram o estudo usando intensos pulsos de laser de femtossegundos e instrumentação capaz de detectar os íons resultantes de medições experimentais. A reação ocorre em 100 ou 340 quatrilionésimos de segundo, dependendo da molécula inicial. Eles confirmaram os mecanismos usando cálculos da mecânica quântica e por medições de coincidência íon-íon. Os resultados da pesquisa são importantes para a astroquímica e para a compreensão de como as moléculas orgânicas se formam e se comportam no universo. Além disso, esses achados são relevantes quando os lasers intensos são usados para procedimentos cirúrgicos.
