Dans la revue La nature publié du jour au lendemain, chercheurs de l'Imperial College, Londres a signalé un complexe de métaux de transition avec un arrangement géométrique d'atomes qui a été prédit en 1893 par le lauréat du prix Nobel de 1913.

Ce développement important en chimie inorganique démontre l'existence d'une géométrie plane hexagonale dans un complexe de métaux de transition avec une importance potentielle pour la catalyse, synthèse, la science des matériaux, photophysique et chimie bioinorganique.

"Six complexes de coordonnées sont omniprésents dans la chimie de coordination. Remarquablement, Alfred Werner dans ses recherches fondatrices au XIXe et au début du XXe siècle, en utilisant uniquement des propriétés observables, établi l'existence de divers isomères possibles pour six coordinations et dérivé trois géométries proposées, " a déclaré le co-auteur de l'ANSTO, le Dr Alison Edwards.

"C'étaient des prismatiques trigonaux, dans laquelle les substituants se trouvent sur deux triangles parallèles de part et d'autre de l'atome de métal, octaédrique où les triangles parallèles ne se chevauchent pas (la géométrie dominante) et une troisième possibilité identifiée était hexagonale planaire. Ces observations de la fin du XVIIIe siècle ont précédé de 20 ans les études de diffraction des rayons X et Werner a reçu le prix Nobel pour ses études l'année après que Laue a reçu le prix Nobel pour son observation de la diffraction des rayons X par des cristaux. »

Les chercheurs ont suggéré que leur découverte avait le potentiel d'introduire de nouveaux principes de conception pour les complexes de métaux de transition avec des implications dans les sciences physiques et biologiques.

Les données du diffractomètre Koala Laue de l'ANSTO ont vérifié l'environnement de coordination pyramidale hexagonale d'un complexe de nickel à sept coordonnées étroitement lié au complexe planaire hexagonal qui a un atome de palladium entouré de trois hydrures et de trois atomes de magnésium.

Toute la spectroscopie, Cristallographie aux rayons X et calculs théoriques, utilisé pour caractériser les structures, ont été faites à l'Imperial College.

Le groupe a identifié l'emplacement possible des hydrures au début de leurs travaux à partir de la densité électronique apparente lors de la modélisation de la structure à partir des données de diffraction des rayons X.

"Mon collègue Mark Crimmin a soigneusement vérifié cette nouvelle géométrie de coordination en sondant comment les différents ligands agissent pour stabiliser cet arrangement remarquable et auparavant inobservé. Il propose que les donneurs et accepteurs sigma alternés donnent lieu à un arrangement électroniquement favorable.

"Les expériences de diffraction des neutrons permettent de vérifier que les noyaux d'hydrogène se trouvent là où la densité électronique de la diffraction des rayons X le suggère. Les expériences étaient assez difficiles car les cristaux étaient sensibles à l'air et à l'humidité, nous avons donc utilisé une atmosphère d'azote inerte à basse température pour empêcher l'échantillon L'expérience de diffraction des neutrons a confirmé que l'ajout d'un autre ligand au complexe à six coordonnées éloigne les six ligands de coordination du plan métallique auquel le nouveau ligand se lie, tandis que le réseau hexagonal est conservé."

"Il aurait été passionnant d'observer les hydrures dans le complexe planaire hexagonal de palladium avec KOALA, mais, à ce jour, seul le complexe de nickel associé a survécu au transport vers l'Australie, " a déclaré Edwards. C'était une opportunité exceptionnelle pour mon doctorant George Sackman, supervisé conjointement par Richard Cooper à l'Université d'Oxford, de participer à cette recherche et au financement conjoint de sa bourse par Oxford Cryosystems, L'ANSTO et l'Université sont remerciés."

Les organisations collaboratrices comprenaient l'Imperial College de Londres, Université d'Oxford et ANSTO.

"Avec six articles de chimie de haut niveau au cours de la dernière année, l'aspiration de KOALA à être une ressource majeure pour les études cristallographiques chimiques de nouvelles structures est maintenant une réalité, " dit Edwards.