化学家发现十多年来首个新的化学键
BALI @ 2024.09.27 , 07:05 上午化学家首次创造出仅依赖一个电子的共价键，这是自1930年代预测以来的重大突破。
尽管这种化学键在1930年代首次被预测，但化学家们最近终于成功地创造了一个只使用一个电子的共价键。
东京大学的Shimajiri和他的同事们多年来一直在测试化学键的极限。此前，他们实验了异常长且灵活的化学键，而现在他们挑战的是化学家Linus Pauling在1931年首次提出的想法：一个仅由一个电子形成的化学键。
所有已知的共价键，原子通过共享电子连接，通常包含两个、四个、六个或八个电子，但Pauling理论认为，存在一种只由两个原子之间共享的单个电子形成的共价键。为了创造这种键，研究人员通过化学反应从两个碳原子之间的现有双电子共价键中去除一个电子。他们使用了一种具有异常长碳原子键的烃，这意味着用分子中其他地方的电子替换所去除的电子在能量上是非常困难的。
Shimajiri表示，过去尝试这种电子去除的实验留下了不稳定的化学键，过快断裂，无法进行明确的化学分析。但他的团队的分子保持了足够的稳定性，可以使用X射线和多种光线进行分析。通过观察这些辐射如何反射或被吸收，他们确定了该分子具有稳定的单电子键。
“发现具有新型键的分子并不常见，”伦敦帝国学院的Henry Rzepa说。他指出，该分子总共有278个电子，因此成功去除正确的一个并防止其他电子立即替换它是一项真正的壮举。Rzepa表示，这是一次“重大发现”，可能会引导化学家创造全新的分子家族。
Shimajiri表示，化学家现在可以研究单电子共价键如何改变化学反应。但他和他的同事们还有更大的疑问。
“我们的目标是澄清什么是共价键——具体来说，什么情况下一个键算作共价键，什么情况下不算？我们的目标是探索尚未发现的各种化学键，”他说。
本文译自 New Scientist，由 BALI 编辑发布。