În chimie, anumite legături au eludat mult timp cercetătorii, în special cele care implică atomi mai puțin obișnuiți, cum ar fi borul. Cu toate acestea, o echipă de la Universitatea Julius Maximilian din Würzburg, Germania, tocmai a realizat o performanță remarcabilă, sintetizând pentru prima dată o moleculă care conține o legătură triplă între bor și carbon. Această descoperire ar putea redefini anumite principii ale chimiei anorganice și ar deschide noi perspective pentru industria chimică, materiale și chiar cataliză.
Pentru a înțelege pe deplin importanța acestei descoperiri, trebuie să ne întoarcem la unele dintre principiile fundamentale ale chimiei. Atomii, elementele de bază ale materiei, se leagă între ei pentru a forma molecule. Aceste legături pot fi simple, duble sau triple, în funcție de numărul de electroni împărțiți între atomi. Elemente precum carbonul, azotul, oxigenul și borul, care ocupă poziții similare în tabelul periodic, sunt capabile să creeze aceste legături puternice, în special legături triple. Acestea se găsesc, de exemplu, în molecule precum monoxidul de carbon (CO) sau azotul molecular (N₂). Cu toate acestea, deși legăturile triple sunt comune între carbon și alte elemente sau chiar între doi atomi de carbon, o legătură triplă între bor și carbon a fost până acum o provocare pe care chimia nu a reușit să o depășească.
Recent, o echipă de cercetători de la Universitatea Julius Maximilian din Würzburg, Germania, a reușit în sfârșit să sintetizeze pentru prima dată o moleculă cu o legătură triplă între un atom de bor și un atom de carbon, numită boryne. Această realizare a fost considerată multă vreme imposibilă de către comunitatea științifică. Ea a fost prezentată într-un articol publicat în Nature Synthesis.
Dificultatea constă în însăși natura atomului de bor. Spre deosebire de carbon, care formează legături puternice și stabile cu multe alte elemente, borul tinde să fie mai reactiv și instabil în configurații similare. În cazul boryne, atomul de bor se află într-un aranjament liniar cu atomii de carbon, creând o tensiune chimică semnificativă. Acest tip de configurație este deosebit de dificil de stabilizat, deoarece atomul de bor nu este înclinat în mod natural să mențină o legătură triplă cu carbonul. Acest aranjament liniar plasează borul într-o situație „incomodă” care generează instabilitate în moleculă. Cu alte cuvinte, deși formarea legăturii triple este teoretic posibilă, aceasta creează un dezechilibru chimic semnificativ.
Pentru a realiza această sinteză, cercetătorii au trebuit să utilizeze condiții foarte specifice. Molecula boryne a fost obținută prin aplicarea unor temperaturi și presiuni precise într-un mediu perfect controlat. Aceste condiții au fost necesare pentru a menține integritatea moleculei după ce aceasta a fost formată, ceea ce explică în mare parte de ce a durat atât de mult până la realizarea acestei descoperiri. Prin urmare, stabilizarea acestei triple legături bor-carbon nu este doar o performanță științifică datorită instabilității intrinseci a moleculei, ci și datorită stăpânirii condițiilor experimentale necesare pentru crearea ei.
Această descoperire nu se limitează la crearea unei molecule simple și interesante: ea deschide noi perspective pentru chimie. Cercetătorii sunt interesați în special de reactivitatea borynei, care ar putea oferi piste pentru crearea de noi compuși chimici și noi reacții. Oamenii de știință știu că moleculele instabile, cele care sunt „incomode”, au adesea proprietăți reactive foarte interesante care dau naștere unor descoperiri neașteptate. După cum explică Maximilian Michel, unul dintre doctoranzii care au creat boryne, „compușii în care atomii se simt inconfortabil prezintă adesea o reactivitate foarte interesantă”. Această reactivitate ar putea deschide calea către noi materiale sau procese chimice care sunt mai eficiente și mai bine adaptate la nevoile industriale. Prin urmare, este posibil ca această descoperire să inspire inovații în diverse sectoare, inclusiv chimia materialelor, fabricarea de noi catalizatori sau chiar crearea de noi tipuri de baterii.
