Le calcul de l’énergie de centaines d’hydrocarbures a conduit à l’identification de molécules « magiques » dotées d’une stabilité particulière. « C’est comme le tableau périodique des hydrocarbures », explique l’auteur principal Artem Oganov de l’Institut des sciences et technologies de Skolkovo à Moscou. « Cette nouvelle carte vous permet de tirer des conclusions importantes en un coup d’œil. »

Pour créer cette carte, l’équipe a simulé les structures de tous les hydrocarbures possibles, avec jusqu’à 20 atomes de carbone et 42 atomes d’hydrogène. Cela a fourni une étude systématique des énergies des molécules dans l’état fondamental, une information qui n’était pas disponible auparavant. Ensuite, ils ont détecté des molécules « magiques » à l’aide de normes de stabilité simples. « Si une molécule est plus stable que ses voisines dans l’espace chimique… nous l’appelons magie », explique Oganov.

Les auteurs émettent l’hypothèse que les effets électroniques, la contrainte de liaison et la délocalisation sont parmi les principaux suspects contribuant à cette super-stabilité. La carte a révélé une série d ‘«îlots» et de «crêtes» de stabilité, peuplés de groupes importants de molécules telles que les groupes carbonés, les polyynes et les hydrocarbures polyaromatiques. La plupart de ces molécules magiques sont répandues dans les environnements naturels, y compris l’espace interstellaire. « Jusqu’à présent, notre approche ne peut pas prédire les abondances absolues », déclare Oganov. Cependant, cette solution fournit des indications qualitatives : la « magie » indique l’importance. Le concept est emprunté au monde des noyaux atomiques et des nanoparticules, où il prédit également avec succès la stabilité et l’abondance.

READ  `` Ils m'appellent un criminel '': les travailleurs des foyers de soins qui peuvent propager le virus

Judith Zador, un chimiste théoricien du Sandia National Labs en Californie, aux États-Unis, déclare que « cette carte explique de nombreuses observations d’hydrocarbures dans des systèmes physiques réels ». De plus, le style systématique établit des tendances intéressantes basées sur la composition chimique. Selon Zádor, « ces tendances [will] il s’étend probablement au-delà de la région explorée », ce qui pourrait aider à l’étude d’espèces plus grandes, difficiles à capturer par ordinateur.

Cependant, Jean-Louis Reymond, qui explore l’espace chimique à l’Université de Berne, en Suisse, est moins enthousiaste. « Je ne vois rien qui n’était pas connu auparavant », dit-il. « La notion de molécules magiques n’existe pas vraiment en chimie organique. »

« Les chimistes organiques ne sont probablement pas surpris », déclare Zádor, « mais voir des choses organisées… et découvrir des modèles… est au cœur de la chimie. » Cette approche pourrait explorer les tendances de molécules plus complexes que les hydrocarbures. Nous appliquons maintenant cette méthodologie à d’autres molécules, [including] les molécules de la vie », dit Oganov. Peut-être que la « magie » pourrait éclaircir des mystères comme l’origine de la vie. Encore une fois, Reymond est sceptique. ‘La vie est née [from] réduisant localement l’entropie pour stocker l’énergie dans les molécules», explique-t-il. « Tout disparaît des molécules très stables. »

« Les cartes mettent les idées en contexte », explique Zádor. Ce travail pourrait aider à ‘orienter [us] dans le vaste espace des molécules », dit-il. « C’est un excellent outil », ajoute-t-il, car il capture des comportements et des tendances qui pourraient autrement passer inaperçus. Comme le tableau périodique de Mendeleïev, il condense les conclusions en une seule image. « Et c’est extrêmement précieux », conclut Oganov.

READ  réunion régionale de l'UE examine les progrès réalisés en matière de gestion des produits chimiques au-delà de 2020 | Nouvelles | Centre de connaissances sur les ODD