W ekstremalnych warunkach powstają egzotyczne cząsteczki.

Wielu z nas uczyło się, że elektrony rozmieszczone wokół jądra atomu zajmują różne poziomy energetyczne. Najmniejszą energię mają elektrony na powłokach najbliższych jądra, a największą te, które znajdują się na powłoce zewnętrznej. Mówiono nam także, że wiązania chemiczne powstają dzięki wymianie lub uwspólnieniu elektronów z powłoki zewnętrznej.

Chemicy uważają dziś, że bywają wyjątki od tej reguły. Jeżeli materię poddamy działaniu bardzo wysokiego ciśnienia, to wiązania będą mogły tworzyć też elektrony z powłok wewnętrznych. „To przeczy ugruntowanemu poglądowi, że elektrony z powłok wewnęt12nych nie Uczestniczą w reakcjach chemicznych i że nie są one p12edmiotem zainteresowania chemii” – wyjaśnia Mao-sheng Miao, chemik z University of Ca1ifornia w Santa Barbara oraz Beijing Computational Science Research Center w Pekinie w Chinach. Z obliczeń, które wykonał, wynika, że atomy cezu i fluoru pod bardzo wysokim ciśnieniem mogą utworzyć egzotyczne cząsteczki dzięki wiązaniom z udziałem elektronów z powłok wewnęt12nych. Zazwyczaj atomy obydwu wymienionych pierwiastków tworzą stosunkowo proste wiązania. Cez jest metalem alkalicznym i na zewnętrznej powłoce ma tylko pojedynczy belektron walencyjny. Z kolei w zewnętrznej powłoce fluoru znajduje się jedno miejsce puste, które idealnie nadaje się na przyjęcie pojedynczego elektronu, jaki może zaoferować atom cezu. Miao przewiduje, że pod wysokim ciśnieniem mogą istnieć dwa rodzaje cząsteczek z wiązaniami z udziałem elektronów z wewnętrznej powłoki cezu. Aby powstał trifluorek cezu (CsF 3), atom cezu musi utworzyć wiązania z trzema atomami fluoru, oddając w tym celu jeden elektron walencyjny oraz dwa elektrony z głębszej powłoki.

Z kolej utworzenie pentaHuorku cezu (Csf5) wymagałoby udziału w wiązaniach czterech elektronów z głębszej powłoki. „W ten sposób powstaje cząsteczka o pięknym kształcie przypominającym rozgwiazdę” – wyjaśnia Miao. który opublikował wyniki swoich badań w Nature Chemistry. (Scientific American należy do Nature Publishing Group.) Kształt i sama możliwość utworzenia takich cząsteczek są „niezwykłe zaskakujące” stwierdza Roald Hoffmann, chemik. emerytowany profesor Cornell University i laureat Nagrody Nobla.