Une double liaison bore-bore conventionnelle (à gauche) et son parent biradical extrêmement stable. Crédit :Dr Rian Dewhurst
Le bore a une gamme d'utilisations, des agents de blanchiment à la lessive au verre et à la céramique résistant à la chaleur. Chimistes de la Julius-Maximilians-Universität Würzburg (JMU) en Bavière, Allemagne, s'intéressent particulièrement à la chimie de cet élément et recherchent depuis des années les propriétés fondamentales du bore. Ces chercheurs ont maintenant réussi à tordre des molécules avec de multiples liaisons entre des atomes de bore, conduisant à des biradicaux inhabituellement stables.
Les biradicales sont généralement des molécules très réactives. Ils sont générés dans des processus énergétiques tels que la combustion et ont normalement une durée de vie si courte qu'ils ne peuvent pas être isolés ou étudiés par les méthodes traditionnelles d'analyse chimique.
Les nouveaux biradicaux préparés au JMU sont radicalement différents, toutefois. Ce sont des composés solides et se sont avérés stables pendant des semaines. « Nous avons maintenant des composés modèles en main que nous pouvons étudier sans avoir à nous précipiter, " explique le professeur Holger Braunschweig de l'Institut de chimie inorganique. Les résultats ont été présentés dans la revue Communication Nature .
Pendant longtemps, les chimistes ont tenté de tordre, déformer et rompre les doubles liaisons entre les atomes avec un succès limité. L'équipe JMU a maintenant réalisé le rêve de tordre une double liaison à 90 degrés. Les chercheurs de Würzburg s'attendaient à l'origine à obtenir des diborènes à partir de leurs réactions. Les produits auraient dû avoir des doubles liaisons entre leurs atomes de bore, comme ce serait normalement le cas. Au lieu, ils ont obtenu des molécules avec des doubles liaisons entre les atomes tordus de 90 degrés, et donc complètement cassé.
Le résultat des expériences a été la synthèse de biradicaux exceptionnellement stables. "Quand une molécule est tordue contre sa volonté, il devient généralement moins stable, et aussi plus réactif, " explique Julian Böhnke, doctorant aux JMU et premier auteur de la publication en Communication Nature . "La stabilité des molécules est due au fait qu'elles sont biradicales dans leur état fondamental électronique, malgré leurs deux électrons non appariés, " dit Braunschweig. " Cette structure était complètement inattendue. "
Les applications des molécules sont encore loin, selon le professeur Braunschweig. S'ils pouvaient être installés dans un matériau polymère, leur utilisation en électronique organique pourrait devenir une possibilité. Cependant, Braunschweig dit que c'est encore loin. La prochaine étape pour les chimistes du JMU consiste à tester si des biradicaux stables de la même manière peuvent être préparés avec des doubles liaisons entre le bore et le carbone.