La reacción del hidrógeno es más compleja de lo que se pensaba

Varios años de trabajo y la actitud científica de no dar nada por sentado han permitido que varios investigadores, entre ellos el español Félix Fernández Alonso, aclaren cómo se produce realmente la reacción más estudiada de la historia, la del hidrógeno (H) con la molécula de hidrógeno (H2). La sorpresa ha sido grande, ya que esta reacción, la más sencilla supuestamente de entender, no es nada sencilla en la realidad.

La teoría y observaciones anteriores decían que la reacción química consiste en el acercamiento del átomo H a la molécula H2 (dos átomos H unidos), seguido de la formación de un enlace químico entre los dos átomos más cercanos y la rotura del enlace químico inicial. Es decir, de la misma forma en que se comportarían tres bolas de billar en línea.

'Sin embargo, lo que ahora se ha observado, gracias al uso de láser de alta intensidad, y se ha interpretado con cálculos teóricos es que esto no sucede siempre', explica Fernández Alonso, de 29 años, en conversación telefónica desde Italia, donde trabaja. Existe otro mecanismo de reacción que ya no se puede describir como una carambola de billar y que además se produce con cierto retraso (unos 25 femtosegundos) respecto al primero. En este caso la dirección final de la nueva molécula de hidrógeno es la opuesta a la esperada: 'El átomo incidente debe esquivar inicialmente la molécula inicial de hidrógeno y entonces decide con qué atomo de la molécula va a formar un nuevo enlace químico'.

Resultados extraños

Fernández Alonso explica que su trabajo experimental inicial lo hizo en la Universidad de Stanford, en el equipo de Richard Zare, utilizando deuterio. Fue al final de esta etapa (en los años 1999 y 2000), al ver resultados extraños a ciertas energías cuando se planteó cómo explicarlos. Los cálculos teóricos que representan la reacción química de forma exacta, utilizando la mecánica cuántica, fueron aportados por el grupo de Stuart Althorpe en la Universidad de Durham (Reino Unido) y Fernández Alonso ha hecho la simulación y comparación entre experimento y teoría. El resultado de todo este trabajo se ha publicado en Nature.

Para valorar el impacto del trabajo, Fernández Alonso se remite a las declaraciones del premio Nobel de Química Dudley Herschbach: 'Estos resultados son muy intrigantes en un sistema que la gente pensaba que se entendía... Se están todavía descubriendo aspectos insospechados aplicables a todo el área de la reactividad química'. El investigador español cree que todavía queda mucho por descubrir en los procesos químicos fundamentales, con ésta y otras técnicas.