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    Un scientifique résout l'un des Saint Graal de la chimie physique après 17 ans de recherche

    Sections efficaces absolues mises à l'échelle par atome d'oxygène. Sections efficaces absolues par atome d'oxygène pour une plage de fréquences plus large, dérivées des mesures XAS sur des complexes de protons hydratés et sur de l'eau dans de l'acétonitrile. Crédit :Angewandte Chemie International Edition (2022). DOI :10.1002/anie.202211066

    Le professeur Ehud Pines est un iconoclaste. Comment pouvez-vous appeler un scientifique qui a passé 17 ans à rechercher obstinément la solution à un problème de chimie vieux de plus de 200 ans qui, selon lui, n'a jamais reçu de réponse satisfaisante en utilisant des méthodes qu'aucun autre scientifique ne pensait pouvoir mener à la vérité ? Maintenant, il est reconnu comme Angewandte Chemie a publié un article de couverture détaillant comment son expérience a été reproduite par un autre groupe de recherche tout en étant radiographiée pour révéler la solution que le professeur Pines a toujours défendue.

    La question qui se pose est :comment un proton se déplace-t-il dans l'eau ? En 1806, Theodor Grotthuss proposa sa théorie, connue sous le nom de mécanisme de Grotthuss. Au fil des ans, beaucoup d'autres ont tenté une solution mise à jour en réalisant que, à proprement parler, Grotthuss était incorrect, mais cela restait la réponse standard du manuel. Jusqu'à maintenant.

    Le professeur Ehud Pines a suggéré, sur la base de ses études expérimentales à l'Université Ben Gourion du Néguev, avec son doctorat. l'étudiante Eve Kozari et les études théoriques du professeur Benjamin Fingerhut sur la structure des amas d'eau protonée du professeur Pines, selon lesquelles le proton se déplace dans l'eau en trains de trois molécules d'eau.

    Les trains à protons "construisent les voies" en dessous d'eux pour leur mouvement, puis démontent les voies et les reconstruisent devant eux pour continuer. C'est une boucle de pistes disparaissant et réapparaissant qui continue sans fin. Des idées similaires ont été avancées par un certain nombre de scientifiques dans le passé, cependant, selon le professeur Pines, elles n'ont pas été attribuées à la structure moléculaire correcte du proton hydraté qui, par ses propriétés structurelles trimériques uniques, conduit à promouvoir le mécanisme de Grotthuss. /P>

    "Les débats sur le mécanisme de Grotthuss et la nature de la solvatation des protons dans l'eau se sont enflammés", déclare le professeur Pines, "car il s'agit de l'un des défis les plus fondamentaux de la chimie. Comprendre ce mécanisme relève de la science pure, repoussant les limites de notre connaissances et changer l'une de nos compréhensions fondamentales de l'un des mécanismes de transport de masse et de charge les plus importants de la nature."

    Alors que ces dernières années, des études théoriques supplémentaires ont confirmé les découvertes du professeur Pines sur le proton hydraté logé par une chaîne de trois molécules d'eau, la plupart de la communauté scientifique mondiale travaillant dans le domaine est restée réticente à accepter le modèle émergent du professeur Pines pour la solvatation du proton et mouvement dans l'eau. Ainsi, le professeur Pines a contacté des collaborateurs de longue date du Max Born Institute en Allemagne.

    Ils ont mis sur pied une équipe de recherche internationale organisée par le Dr Erik Nibbering et ont reproduit l'expérience, cette fois en radiographiant le système chimique. L'expérience aux rayons X, qui nécessitait un équipement spécialement conçu coûtant des millions de dollars et financé par le Conseil européen de la recherche, a confirmé les découvertes du professeur Pines.

    L'expérience d'absorption des rayons X (XAS) a mesuré l'effet de la charge du proton sur la structure des électrons internes des atomes d'oxygène individuels des eaux. Comme l'avait prédit le professeur Pines, il a été constaté que trois molécules d'eau sont les plus affectées par la présence du proton, chacune à un degré différent, et, avec le proton, forment des chaînes ou "trains" de 3 molécules d'eau protonées.

    "Tout le monde a réfléchi à ce problème pendant plus de 200 ans, c'était donc un défi suffisant pour que je décide de le relever. Dix-sept ans plus tard, je suis très heureux d'avoir trouvé et démontré la solution", déclare le professeur Pines.

    La prochaine édition des livres de chimie universitaire remplacera peut-être la description du mécanisme de Grotthuss par le "mécanisme des pins", une idée qui chatouille le professeur Pines, mais qui n'est qu'une curiosité par rapport à la révélation de la compréhension de ce mécanisme de base de l'un des plus courants. et les processus fondamentaux de la nature. + Explorer plus loin

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