Químicos de la Universidad Brown han demostrado, mediante espectroscopía fotoelectrónica, que los enlaces triples en elementos pesados como el bismuto no responden al modelo clásico de un enlace sigma y dos enlaces pi. La investigación, publicada en Science, aporta la primera evidencia espectroscópica directa de que la elevada masa nuclear de los átomos pesados obliga a los electrones a alcanzar velocidades cercanas a la de la luz. En ese régimen relativista, el espín y la órbita del electrón dejan de ser independientes —acoplamiento espín-órbita— y difuminan la frontera entre los enlaces sigma y pi.
El equipo, dirigido por el profesor Lai-Sheng Wang y los doctorandos Deniz Kahraman y Jie Hui, enfrió moléculas de carbono y bismuto casi hasta el cero absoluto y analizó los electrones arrancados con un láser. El espectro reveló que la estructura real se parece más a un enlace pi y dos enlaces híbridos sigma-pi.
El hallazgo cuestiona la explicación que se enseña en las escuelas desde hace décadas y sugiere que los libros de texto deberán actualizarse a medida que la química de elementos pesados cobre más relevancia. El bismuto se perfila como alternativa al plomo tóxico en células solares de nueva generación y despierta interés en materiales cuánticos y computación cuántica. La investigación fue financiada por la National Science Foundation y el Departamento de Energía de Estados Unidos.