Jusque-là inimaginable, le mouvement d’un électron capté pour la première fois en direct !
Des physiciens californiens ont observé le mouvement d’un électron de valence pendant une réaction chimique. Cette découverte ouvre la voie à une meilleure maîtrise des mécanismes moléculaires, notamment pour la synthèse de molécules pharmaceutiques.
Une découverte électrisante. Pour la première fois, une équipe de physiciens du National Accelerator Laboratory en Californie a regardé, au mois de septembre, en direct le mouvement d’un électron pendant une réaction chimique. On connaît leur existence depuis près de 130 ans. Les électrons, ce sont ces minuscules grains de matière chargés électriquement. Ils forment et transforment les liaisons chimiques de tout ce qui nous entoure. Mais jusqu’à présent, personne n’avait directement observé ces électrons en action.
Ils étaient à la fois trop petits et trop rapides pour les voir. Leur mouvement se fait sur des temps extrêmement courts. Tout le mouvement dure au total 500 fs, c’est-à-dire millionnièmes de milliardièmes de seconde, mais en plus, ils sont un million de fois plus petits que la longueur d’onde de la lumière elle-même. Impossible, donc, de les voir avec de la lumière. En septembre, les physiciens ont donc rusé et employé des rayons X. D’habitude, ils sont utilisés pour voir les atomes, qui sont 10 000 fois plus gros que les électrons. Avec ces rayons X, ils ont observé une molécule d’ammoniac en pleine réaction chimique.
Le mouvement d’un électron de valence
Grâce à cette technique, l'équipe de physiciens a pu détecter et suivre le mouvement d’un électron de valence.(Nouvelle fenêtre) Ce n’est pas un électron originaire de la Drôme, mais un électron de la couche extérieure des atomes. Ce sont ces électrons-là que les atomes vont se partager pour créer des liaisons chimiques. Quand deux personnes veulent marcher ensemble, elles se donnent la main ; quand deux atomes veulent former une molécule, ils se donnent les électrons de valence.
Cet électron n'est pas une petite bille, comme on nous le montre sur les schémas à l’école. Il ressemble plutôt à un petit nuage. C’est à cause de la physique quantique. Les très petits objets, comme les électrons, ne sont pas localisés à un seul endroit comme vous et moi, ils sont un peu partout à la fois et forment un nuage diffus de probabilité de présence qu’on appelle une orbitale. Cette nuée, les physiciens ont pu l’observer en direct et la voir se déplacer entre les atomes lors de la réaction chimique. Depuis qu’ils ont vu ça, ils sont sur un petit nuage, car cette observation nous promet de mieux maîtriser les mécanismes à l’œuvre pour la synthèse de molécules, notamment pharmaceutiques.
La science souhaite donc à ce nuage d’électrons de nous offrir d’autres avancées foudroyantes… et de nous tenir au courant !