Bir Orman Aromasının Molekül Yapısı
Resim: Mikrodalga spektroskopisi ve kuantum kimyasal hesaplamaları kullanılarak deneysel olarak açıklanan alfa-pinen’in gaz yapısı
Bir çam ormanının taze, hatasız kokusu, orman ağaçları tarafından üretilen bir kimyasal madde karışımından gelir. Araştırmacılar, ilk kez, tropikal ormanlar tarafından üretilen, alfa-pinen adlı bu molekül bileşiklerinden birinin kimyasal yapılarını gaz fazında doğru bir şekilde tespit ettiler. Yapılan yeni analizler, bilim insanlarının alfa-pinen ve diğer benzer moleküllerin atmosferdeki diğer gazlarla nasıl reaksiyon gösterdiğini daha iyi algılamasına ve aerosol adı verilen sağlık ve iklimde etkili olan parçacıkları anlamasına yardımcı olabilirler.
Fransa’daki Lille Üniversitesi’nden fizikçi Thérèse Huet, “Ormanda kokan şey atmosfere yayılan biyojenik uçucu organik moleküllerdir” dedi. ‘The Journal of Chemical Physics’ dergisinde analizlerini açıklayan Thérèse Huet ve çalışma arkadaşları, bu moleküllerin yapısını belirlediler. Thérèse Huet , “Gelecekteki spektroskopi yöntemle tespit ve atmosfer kimyası modellemesinin yolunu açıyor” diyerek çalışmayı açıkladı.
Biyojenik uçucu organik moleküller arasında monoterpenler denilen bir bileşik türü vardır. Monoterpenler ozon, hidroksil radikaller, azot oksitler ve atmosferdeki diğer gazlarla reaksiyona girer. Bu reaksiyonlar, bulutların yoğunlaşmasını sağlayabilen ve iklimi soğutan kirleticiler ve aerosoller yaratır. Ormanlardan her yıl yaklaşık 50 trilyon gram atmosferin en düşük tabakası troposfere salınan alfa-pinenler başlıca monoterpendir.
Troposferde alfa-pinen’in nasıl tepki verdiğini ve dolayısıyla iklim ve hava kalitesini nasıl etkilediğini doğru bir şekilde tahmin etmek için, araştırmacıların alfa-pinenin moleküler yapısını ayrıntılı bir şekilde anlaması gerekir. Önceden belirlenen alfa-pinenin katı fazdaki yapısı bisiklik veya iki halkalıdır. Bununla birlikte, troposferde alfa-pinen gaz yapısındadır ve kristal yapı tarafından uygulanan kuvvetler nedeniyle yapısında belirgin değişiklikler olduğu bulunmuştur.
Alfa-pinen gaz fazında yalnızca düşük konsantrasyonlarda bulunduğu ve oldukça hassas deneysel teknikler gerektirdiği için kimse daha önce gaz fazı yapısını tanımlamamıştır. Huet, “Şimdiye kadar, monoterpenler gibi karmaşık moleküllerin yapısının belirlenmesi ancak yoğunlaşmış fazda mümkün oldu” dedi. Huet’in laboratuarı monoterpen gazlarının yapısını belirlemek için yeterince hassas yöntemler geliştirdi.
Araştırmacılar, verileri yapısal varsayımlar olmadan en iyi tanımlayan ve dönme sabitleri olarak adlandırılan, kuantum parametrelerini tanımladılar. Karbon-13 izotoplarının moleküldeki farklı karbon-12 izotoplarının yerini aldığı alfa-pinen’in doğal olarak oluşan izotopik versiyonları için bu analizi tekrarladılar. Bu dönme sabitleri seti, alfa-pinen gazının tam yapısını tanımlamaktadır
Huet kendi tekniklerinin diğer monoterpenler için de kullanılabileceğini belirtti. Ve artık araştırmacılar alfa-pinen yapısını bildikleri için, atmosferde aerosol oluşumunun ilk adımlarını daha iyi modelleyebiliyorlar.
Kaynak : phys.org
