Imagen del par de hidróxilo-hidrónio de corta duración en agua líquida ionizada

Área de la Ciencia:

• Química Física
• Física y Química
• Ciencias de los materiales

Sus antecedentes:

• La radiólisis del agua es crucial en los procesos biológicos y tecnológicos.
• Se conocen las vías de reacción elementales en el agua ionizada, pero los intermedios de corta duración y la dinámica estructural después de la transferencia de protones son poco conocidos.
• Comprender estas dinámicas es clave para avanzar en campos que dependen del comportamiento del agua bajo irradiación.

Objetivo del estudio:

• Investigar el complejo intermedio de corta duración y la dinámica estructural después de la transferencia de protones en agua ionizada.
• Para capturar y caracterizar el complejo radical-catión metastable formado durante la radiólisis del agua.
• Para aclarar la dinámica de reacción elemental en el agua líquida ionizada.

Principales métodos:

• Se utiliza la difracción de electrones ultrarrápida en fase líquida (UED).
• Medición de los enlaces intermoleculares oxígeno-oxígeno y oxígeno-hidrógeno.
• Seguimiento de cambios estructurales en escalas de tiempo de femtosegundos.

Principales resultados:

• Capturó el complejo de radicales-cationes de corta duración OH ((H3O+) en 140 femtosegundos.
• Se observó la contracción directa de enlaces oxígeno-oxígeno y la transferencia de protones que conducen a la formación de complejos.
• Se ha documentado la disociación del par radical-catión y la relajación estructural del agua en 250 femtosegundos.

Conclusiones:

• Proporcionó evidencia experimental directa del complejo radical-catión metastable antes de la disociación.
• Mejoró significativamente la comprensión fundamental de la dinámica de las reacciones elementales en agua líquida ionizada.
• Establecido UED como una herramienta poderosa para sondear procesos químicos ultrarrápidos en líquidos.