C-18

Le cyclo-carbone

Dans ce monde où nous allons sans cesse d’un pas pressé, répétant à l’envi des gestes que nous croyons nécessaires à notre survie sans plus trop penser à leur justification, bien des découvertes nous échappent.

Sans doute est-ce le cas pour ce nouvel élément chimique pourtant attendu depuis longtemps par les chimistes [01] : le cyclo-carbone C18 ; voir [02].

Il agrandit une famille dont le plus connu des membres est bien évidemment le carbone (tout cours ; symbole C) et va désormais se placer aux côtés du graphène, du diamant, des fullerènes et de beaucoup d’autres formes exotiques bâties à partir des atomes de carbone dont les fameux et polémiques nanotubes.

Le carbone se trouve bien souvent sous forme de monoxyde (CO) ou de dioxyde (CO2) dans la nature. Et nous en connaissons un peu les dangers [03]. Pour autant, les molécules dans lesquelles il apparait sous la forme de structures cycliques ne sont pas rares ; le benzène en est un exemple connu ; voir aussi [04].

La synthèse de cette nouvelle molécule n’a pas été simple.

  • La première difficulté a consisté à créer artificiellement cette structure cyclique en chassant les atomes d’oxygène. L’ingénierie chimique le permet désormais grâce à l’usage des microscopes à force atomique [05].
  • Une autre difficulté importante est l’instabilité naturelle de la nouvelle molécule. Les chercheurs tentent de la maitriser avec un succès limité en disposant les molécules synthétisées sur une surface inerte couverte de sel de table (Na-Cl). Cet écueil risque d’ailleurs de réduire grandement l’intérêt que porteront d’autres secteurs des sciences (par exemple l’électronique) à cette construction artificielle.

Il existe pourtant un espoir de ne pas la voir disparaitre trop rapidement dans l’univers des découvertes inutiles ; et voilà lequel.

Contre toute attente, il n’est pas toujours simple de connaitre la topographie des liaisons interatomiques carbone-carbone. Le carbone a quatre valences et de ce fait, les ensembles d’atomes de carbone ne peuvent avoir que deux types de structures ; soit = C = C = , soit º C – C º C -.

Il semble que ce C18 soit bâti selon le second type d’assemblage, alternant liaison courte et liaison longue. L’intérêt de ces essais de synthèse serait donc essentiellement de permettre l’amélioration des programmes informatiques destinés à explorer les architectures de molécules encore inconnues. Précisément en nous donnant avec plus de certitude le type d’assemblage au sein d’un molécule a priori quelconque mais contenant des chaines carbonées.

Thierry PERIAT, mars 2020.

Bibliographie :

[01] Polyyne formation via skeletal rearrangement induced by atomic manipulation; nature chemistry, https://doi.org/10.1038/s41557-018-0067-y

[02] An sp-hybridized molecular carbon allotrope, cyclo[18]carbon; Science 15 Aug 2019:

eaay1914. DOI: 10.1126/science.aay1914

[03] https://www.gouvernement.fr/risques/les-dangers-du-monoxyde-de-carbone

[04] https://fr.wikipedia.org/wiki/Cha%C3%AEne_carbon%C3%A9e

[05] https://fr.wikipedia.org/wiki/Microscope_%C3%A0_force_atomique

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event Date de dernière mise à jour : 02/10/2020

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