Mieux comprendre les liaisons entre les éléments du groupe carboné

Les liens entre les groupes d’éléments du quatorzième groupe du tableau périodique sont connus pour être instables. Allant du carbone non métallique aux métalloïdes silicium et germanium, en passant par les métaux étain et plomb, tous ces éléments partagent la même configuration d’électrons de valence – des électrons dans le niveau d’énergie le plus externe de leurs atomes.

Cependant, les amas formés à partir de ces éléments réagissent différemment lorsqu’ils sont excités par des impulsions laser. L’étude de la réponse des amas atomiques à la photoexcitation en fonction de l’élément qui les compose et de leur nombre d’atomes révèle des modèles qui peuvent être utilisés pour mieux comprendre leur structure et leurs mécanismes de liaison.

Dans un nouvel article du Revue Physique Européenne DPaul Fischer et ses collègues de l’Université de Greifswald en Allemagne révèlent que, généralement, les liaisons atomiques des groupes de groupes de carbone passent de covalentes à métalliques lorsqu’elles descendent dans le groupe.

Pour le déterminer, les chercheurs ont irradié une cible solide sous vide à l’aide d’un laser pulsé, produisant des atomes et des amas en phase gazeuse neutres et chargés. Le stockage des particules chargées dans un piège à ions électrostatique composé de deux miroirs optiques ioniques opposés a permis de les séparer selon leur rapport masse sur charge avec une haute résolution. Les chercheurs ont ensuite utilisé un deuxième laser pulsé pour exciter des espèces chimiques sélectionnées, révélant comment les liaisons à travers le groupe diffèrent.

L’application de cette approche à des espèces chimiques plus complexes, telles que des clusters dopés ou composés, pourrait conduire à une meilleure compréhension des mécanismes de liaison encore plus avancés.

En raison de son succès à révéler les propriétés subtiles des liaisons de cluster dans le groupe de carbone bien étudié, les auteurs concluent que leur méthode a le potentiel de déverrouiller les propriétés cachées des clusters moins étudiés.