Kilenc atomból álló összetett rendszer kémiai reakcióját leíró cikket közölt Czakó Gábor, a Szegedi Tudományegyetem (SZTE) Fizikai Kémiai és Anyagtudományi Tanszék egyetemi docense, mindemellett két doktorandusza a legrangosabb kémiai folyóiratban, a Nature Chemistry-ben – tájékoztatta a egyetemi intézmény közkapcsolati igazgatósága a sajtó képviselőit.
Czakó Gábor elméleti kémikus kifejtette, hogy hat atomból álló rendszerekben az egyes komponensek mozgása nagy pontossággal csak a 2010-es évek óta szimulálható. Ilyeneket a tudós munkatársaival 2016-ban és 2017-ben már közölt a Nature Chemistry folyóiratban. Az elméleti kémikusok már kilenc atomból álló összetett rendszerbe is „belelátnak” precíz számításaikkal.
A fluoridion és az etil-klorid reakciója alapvető szerves kémiai folyamat. Ez a reakció akár még ennél is nagyobb rendszerek modelljének tekinthető – hívta fel a figyelmet Czakó Gábor. A mester alapján előrelépést jelent az analóg, hat atomból álló rendszerhez képest, hogy itt két, egymással versengő reakcióút, reakciócsatorna figyelhető meg. Az egyik a szubsztitúciós, azaz a helyettesítéses reakcióút, ahol a fluoridion helyettesíti a kloridiont. A másik az eliminációs reakcióút, amikor a fluorid helyettesíti a kloridiont, de egy hidrogén-fluorid molekula is kihasad a termékből, vagyis három árucikk keletkezik. A tudomány régi kérdése, hogy az egymással versengő két csatorna közül melyik lesz a nyertes, azonfelül mindez atomi szinten miként játszódik le.
A kísérleti méréseket végző Innsbrucki Egyetem Roland Wester vezette kutatócsoportja vizsgálati eredményeiből nem tudta megmondani, hogy melyik folyamat dominál, vagyis melyik csatornán át játszódik le a kilenc atomot érintő kémiai reakció. Ezzel szemben a Czakó Gábor és két doktorandusza – Tajti Viktor és Győri Tibor – által fölépített szimuláció képes a reakcióutak részleteit is megmutatni, mert számolással feltétlenül igazolható, mi történik az atomok ütközésekor.
Az egyetemi docens kifejtette, most ez a legkomplexebb rendszer, amire korrekt dinamikai szimulációt és mérést lehet elvégezni. A számítás és a kísérlet menetét leíró cikk nyomán mások is alkalmazhatják a módszert hasonló reakciókra. Ez valószínűleg támogatja a hasonló reakcióutakat megértését még komplexebb rendszerekben.
A Nature Chemistry a legrangosabb kémiai folyóirat, a tudományág egész spektrumát lefedi. Olyan eredeti kutatási eredményeket közöl, amelyek a kémián belül általános érdeklődésre tartanak számot – áll a közleményben.
mti