Les chimistes synthétisent un allotrope de carbone C16 doublement anti-aromatique
Orbitales frontières de deux états électroniques de C16. Les orbitales dans le plan sont étiquetées A’ et B’ et les orbitales hors plan A” et B”. Les orbitales A′, B′ (et A′′, B′′) sont liées par rotation et ont la même énergie lorsque toutes les liaisons sont de même longueur. L’introduction de BLA supprime cette dégénérescence, entraînant une réorganisation orbitale et un état fondamental doublement anti-aromatique. Crédit: Nature (2023). DOI : 10.1038/s41586-023-06566-8
Une équipe combinée de chimistes de l’Université d’Oxford et d’IBM Research Europe-Zürich a réussi à synthétiser un C doublement anti-aromatique16 allotrope de carbone. Dans leur article publié dans la revue Naturele groupe décrit leur processus de synthèse et son utilisation possible pour explorer de nouvelles théories expérimentales.
En 2019, une autre équipe de chimistes a synthétisé un nouvel allotrope (forme moléculaire) du carbone, C18– il était réalisé sous forme circulaire avec les atomes liés par une alternance de liaisons triples et simples. Cette réalisation suggère qu’il pourrait être possible de synthétiser un C16 allotrope de carbone. Les efforts précédents avaient échoué en raison de l’instabilité inhérente au processus. Dans ce nouvel effort, l’équipe de recherche a surmonté les problèmes rencontrés par d’autres pour créer avec succès un C doublement anti-aromatique.16 allotrope de carbone.
Pour réaliser leur prouesse, les chercheurs ont réalisé qu’il leur faudrait surmonter l’instabilité des précurseurs car ils sont anti-aromatiques en raison de leurs énergies plus élevées. Leur approche impliquait l’utilisation de plusieurs agents masquants pour améliorer la stabilité.
Le processus de synthèse final impliquait l’utilisation d’un macrocycle comportant deux substituants brome et quatre substituants monoxyde de carbone, dont les résultats étaient déposés sur un substrat de chlorure de sodium. L’équipe a ensuite utilisé un microscope à effet tunnel pour envoyer des picoampères de charge vers des sites spécifiques de la molécule. Cela a augmenté la tension du brome à 1,3 V et du monoxyde de carbone à 3 V, suffisamment pour forcer la formation de liaisons entre les atomes de carbone. Le résultat a été la formation d’un anneau structuré polyyne maintenu ensemble par une alternance de liaisons triples et simples.
Les chercheurs ont ensuite confirmé qu’ils avaient créé l’allotrope souhaité en se concentrant sur leur anneau avec un microscope à force atomique. Ils ont également découvert qu’ils étaient capables d’étudier la distribution des électrons dans les orbitales moléculaires à l’aide d’un microscope à sonde Kelvin et d’un microscope à effet tunnel. Cela a montré que la molécule était doublement anti-aromatique, comme prévu.
Ces travaux pourraient ouvrir la porte à de nouvelles opportunités de recherche liées à l’exploration de nouvelles théories chimiques et peut-être au développement de nouveaux matériaux fabriqués à partir d’allotropes de carbone exotiques.
Plus d’information:
Yueze Gao et al, Synthèse en surface d’un allotrope de carbone doublement anti-aromatique, Nature (2023). DOI : 10.1038/s41586-023-06566-8
© 2023 Réseau Science X
Citation: Les chimistes synthétisent un allotrope de carbone C16 doublement anti-aromatique (27 octobre 2023) récupéré le 27 octobre 2023 sur
Ce document est soumis au droit d’auteur. En dehors de toute utilisation équitable à des fins d’étude ou de recherche privée, aucune partie ne peut être reproduite sans autorisation écrite. Le contenu est fourni seulement pour information.