Première : des atomes surpris en train de se lier et de se délier

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Les molécules, les objets et même les êtres vivants... Finalement, tout est contrôlé par la façon sont les liaisons entre atomes se font et se défont. Et pour la première fois, des chercheurs de l'université d'Ulm (Allemagne) et de l'université de Nottingham (Royaume-Uni) sont parvenus à suivre cette séquence unique où des liaisons chimiques se créent, puis rompent entre deux atomes de rhénium, un métal argenté.

Les atomes de rhénium peuvent former des liaisons quintuples, impliquant donc dix électrons. Mais, la plupart du temps dans cette expérience, ils étaient liés par des liaisons quadruples. Des résultats qui offrent de nouvelles perspectives fondamentales pour la chimie des métaux de transition. © Université de Nottingham

Les chercheurs avaient choisi de piéger les molécules étudiées à l'intérieur de nanotubes de carbone. Mais l'une d'entre elles s'est échappée. C'est une fois les atomes arrivés entre deux nanotubes de carbone que les liaisons entre eux se sont rompues, puis reformées, permettant aux physiciens d'assister à la scène.

« Au microscope électronique, nous avons vu les deux atomes se déplaçant en paire. Indiquant clairement l'existence d'une liaison entre eux. Et, au fil de leur déplacement, la longueur de cette liaison a changé, indiquant qu'elle est plus forte [grâce à un ordre de liaison plus élevé, ndlr] ou plus faible [à cause d'un ordre de liaison plus faible, ndlr] en fonction de l'environnement », explique Kechang Cao, chercheur à l'université de Ulm. Lorsque la longueur de la liaison a dépassé la somme des rayons atomiques, celle-ci a rompu.

Pour observer les liaisons chimiques qui unissent des atomes, des chercheurs ont utilisé un microscope électronique à transmission spécialement conçu pour fonctionner à basse tension. Pour éviter d’endommager les nanotubes de carbone et ne pas faire voler les atomes de rhénium. © Alexander Limbach, Adobe Stock