Новости химической науки > Химические процессы холодного космоса

Астрохимики сообщают, что химические реакции могут протекать с поразительно высокой скоростью при крайне низких температурах, например, в межзвездных облаках.

Некоторые химические реакции протекают поразительно быстро при температурах открытого космоса. (Рисунок: © Nasa)

Исследователи обнаружили в межзвездных облаках более чем 100 видов частиц молекулярного и ионного строения. Попытки имитировать условия образования этих частиц привели к наблюдению, что некоторые из реакций протекают поразительно быстро при температурах открытого космоса. Приемлемое объяснение наблюдавшемуся парадоксу было получено в результате сочетания теоретических расчетов и экспериментальных наблюдений.

Ян Смит (Ian Smith) и коллеги из Университета Бирмингема предложили несколько возможных механизмов взаимодействия нейтральных частиц при разрежении космического вакуума и крайне низких температурах межзвездных облаков – протекание реакций в таких условиях противоречит закону Аррениуса классической химии.

Исследователи измерили скорость взаимодействия атомов кислорода, находящихся в основном электронном состоянии с различными алкенами при температурах около 20 K. Они обнаружили, что в большинстве случаев предсказать кинетические особенности реакции при низких температурах удается при использовании значений энергии ионизации алкенов и сродства к электрону кислорода.

Предсказания астрохимиков основываются на различии между энергией ионизации алкена и электронным сродством атома кислорода. Эта разница соответствует величине барьера виртуального переноса электрона между реагентами. Как сообщают исследователи, если разница составляет величину меньшую, чем 8.75 эВ, реакции будут протекать относительно быстро при 20K.

Смит отмечает, что при исследовании химических процессов, протекающих в межзвездных облаках, нельзя пользоваться законом Аррениуса просто из-за того, что в данных условиях нельзя определить точное значение энергетического барьера, отделяющего регенты от продуктов на координате реакции.

Источник: Science, 2007, 317, 102

метки статьи: #космохимия, #физическая химия