Das gab es bisher noch nie: Insgesamt zehn chemische Bindungen erstrecken sich zwischen lediglich drei Atomen. Jeweils eine Fünffachbindung verknüpft ein Uranatom auf jeder Seite mit einem Kobaltatom. Das sei nicht nur Rekord, sondern wahrscheinlich auch die höchste erreichbare Zahl von Bindungen in so einer Konstellation, vermutet die Arbeitsgruppe um Congqing Zhu von der University of Nanjing und Zhenyang Lin vom Hong Kong Institute of Science and Technology. Wie das Team in der Fachzeitschrift »National Science Review« berichtet, liegt die Dreiergruppe nicht isoliert vor, sondern gestützt von zwei Hilfsmolekülen, die das ganze System als Komplex stabilisieren. Bisher ist noch nicht klar, was man mit dem Stoff machen kann; der entscheidende Punkt ist allerdings auch eher die Möglichkeit, derart exotische Stoffe mit ungewöhnlichen Eigenschaften herstellen zu können.

Mehr als eine Bindung zwischen nur zwei Atomen zu knüpfen, ist vergleichsweise einfach. Schon in Stickstoff, der vier Fünftel der Lufthülle ausmacht, sind die beiden Atome durch eine Dreifachbindung verknüpft. Und mit Metallen wie Rhenium oder Chrom erreichten Fachleute auch Vier- und Fünffachbindungen. Weit schwieriger ist es dagegen, solche Mehrfachbindungen direkt nebeneinander zu erzeugen – so wie im Kohlendioxid zwei Doppelbindungen benachbart sind. Doch um darüber hinauszukommen, muss man schon tief ins Periodensystem greifen, zum Uran. Das Uranyl-Kation [UO₂]²⁺ bietet zwei benachbarte Dreifachbindungen. An diesem Punkt allerdings geht es nicht weiter. Leichte Elemente wie Sauerstoff oder Kohlenstoff gehen zwar gerne Mehrfachbindungen ein, haben aber schlicht nicht genug Elektronen, um noch mehr Bindungen zu bilden.

Metalle mit genug Elektronen dagegen bilden untereinander nur selten Mehrfachbindungen – und schon gar nicht benachbarte Mehrfachbindungen. Die Fachleute mussten deswegen einerseits genau die richtige Kombination von Metallatomen und den sie umgebenden stabilisierenden chemischen Gruppen finden, und andererseits einen Weg, ein so komplexes Molekül überhaupt zu erzeugen. Uran und Kobalt boten ihnen genau die richtige Kombination von Atomgröße und vorhandenen Elektronen. Die entstehende Dreierstruktur aus Uran und zwei flankierenden Kobaltatomen enthält insgesamt fünf verschiedene Typen von chemischen Bindungen: drei von ihnen verbinden je zwei Atome miteinander – die anderen beiden jedoch erstrecken sich über alle drei beteiligten Atome. Die Arbeitsgruppe um Zhu und Lin will nun untersuchen, wie sich diese ungewöhnlichen Bindungsverhältnisse auf die chemische Reaktivität auswirken. Außerdem dürften sie versuchen, noch mehr derartige Stoffe nach dem gleichen Muster herzustellen.