ERC ϕBond : dernière liaison électronique de la chimie

Institutionnel

Trop élusives pour être observées correctement, les liaisons ϕ impliquent les électrons des l’orbitales f, trop basses en énergie pour interagir. Le projet ERC ϕBond vise à utiliser des complexes organométalliques afin de forcer l’apparition de cette liaison entre deux atomes d’uranium, de plutonium ou de neptunium.

Grégory Nocton, chargé de recherche au Laboratoire de chimie moléculaire (LCM, CNRS/École Polytechnique) et lauréat de la médaille de bronze du CNRS en 2016, s’attaque à une frontière inexplorée de la chimie : la liaison ϕ. Plus un atome est lourd et plus ses électrons sont répartis sur de nombreuses orbitales. Les liaisons chimiques impliquant des électrons issus des trois premières orbitales (s, p et d) sont bien connues, mais la liaison ϕ, entre des électrons des orbitales f, n’a jamais véritablement été observée. Elle est en effet trop élusive pour être correctement caractérisée, d’autant que seuls les atomes les plus lourds possèdent des orbitales f et qu’ils sont souvent radioactifs.

Dans son projet ERC Consolidator intitulé ϕBond, Grégory Nocton cherche à obtenir des liaisons ϕ suffisamment durables pour pouvoir les étudier. Pour cela, il doit forcer deux atomes à se rapprocher au point de dépasser les forces qui empêchent la liaison ϕ de se former naturellement. Grégory Nocton bénéficie déjà des résultats de son projet ERC Starting Grant qui s’achève cette année. Il utilise des complexes organométalliques, assemblages chimiques comprenant au moins un atome métallique et un atome de carbone qu’il souhaite forcer à interagir entre eux en utilisant des molécules organiques aromatiques originales, synthétisées avec son collègue du LCM Grégory Danoun. Ces complexes contenaient déjà des éléments lourds tels que les lanthanides. Il s’agit à présent de refaire la même chose avec deux atomes possédant une orbitale f (lanthanides, uranium, plutonium et neptunium), mais en s’assurant cette fois que la liaison se fasse bien, et uniquement, au niveau de cette orbitale. Ces travaux, bien que très fondamentaux, pourraient trouver des applications dans le magnétisme, l’activation de petites molécules ou les technologies quantiques.

Contact

Grégory Nocton
Chercheur au Laboratoire de chimie moléculaire
Stéphanie Younès
Responsable Communication - Institut de chimie du CNRS
Anne-Valérie Ruzette
Chargée scientifique pour la communication - Institut de chimie du CNRS
Christophe Cartier dit Moulin
Chercheur à l'Institut parisien de chimie moléculaire & Chargé de mission pour la communication scientifique de l'INC