Nie tylko jonowe i kowalencyjne

Z lekcji chemii wiemy, że istnieją dwa rodzaje wiązań atomowych - kowalencyjne i jonowe. Grupa naukowców z Uniwersytetu w Oslo oraz University of North Dakota teoretycznie dowiodła, że może istnieć trzeci rodzaj wiązań.

Nie występują one jednak na Ziemi, gdyż wymagają obecności silnego pola magnetycznego. Takiego, jakie można spotkać w pobliżu białych karłów.

Uczeni symulowali zachowanie atomów i molekuł wodoru. Z przeprowadzonych obliczeń wynika, że w bardzo wysokich temperaturach - takich jakie występują w pobliżu białych karłów - wiązania kowalencyjne rozpadają się i molekuła H₂ przestaje istnieć. Jeśli jednak wraz z wysoką temperaturą obecne jest silne pole magnetyczne - takie, jakie występuje w pobliżu białych karłów - spin obu atomów może ułożyć się równolegle do pola magnetycznego i może powstać cząsteczka. Uczeni nazwali taki rodzaj wiązania równoległym wiązaniem paramagnetycznym.

W celu zweryfikowania wyników swoich obliczeń przeprowadzili też symulacje z wykorzystaniem helu. Okazało się, że również i molekuła He₂ może istnieć dzięki równoległemu wiązaniu paramagnetycznemu, chociaż jest mniej stabilna niż H₂.

Z powyższych obliczeń wypływają dwa wnioski istotne dla rozwoju nauki i techniki. Po pierwsze, w pobliżu białych karłów mogą istnieć cząsteczki wodoru i helu, ale, jako że mają inny rodzaj wiązań niż jonowe i kowalencyjne, mają też inne charakterystyki, zatem do ich wykrycia konieczne jest odpowiednie dostrojenie instrumentów.

Po drugie, niewykluczone, że pole magnetyczne pozwoli na manipulowanie molekułami związanymi za pomocą równoległych wiązań paramagnetycznych. Jeśli nauczymy się generować odpowiednio silne pole, być może przyda się ono do budowy kwantowego komputera.