新研究首次確認碳原子間可形成單電子共價鍵

新華社東京10月4日電（記者錢錚）日本北海道大學的研究團隊近日在英國《自然》雜誌上報告說，他們通過實驗首次證實碳原子之間僅依靠一個電子就能形成較穩定的共價鍵。這一成果打破了長久以來關於共價鍵的常識，將有助於未來碳材料領域創新。《自然》雜誌配發的文章稱這一成果“將寫進教科書”。

北海道大學發佈新聞公報說，共價鍵通常是由兩個原子各出一個價電子，通過共享這對電子而形成。共價鍵根據共用電子對數量的不同，通常可分爲單鍵、雙鍵和三鍵。早在1931年，諾貝爾化學獎得主鮑林就預言了單電子共價鍵的存在。此後科學家們進行大量研究，但因爲單電子共價鍵結合非常弱，擁有這種共價鍵的化合物很容易分解，所以科學家們近百年來一直未能找到碳原子間依靠單電子共價鍵結合的穩定化合物。

北海道大學的研究人員在此前的研究中合成了一種化合物，它擁有世界上最長的碳-碳單鍵。在本項研究中，研究人員令該化合物氧化，獲得了新的單晶化合物。接着，他們用X射線結構分析和拉曼光譜法確認所得化合物的單晶體中存在單電子碳-碳共價鍵，而且新合成的化合物非常穩定。

這是首次實證碳原子之間可以形成單電子共價鍵。此前，日本之外的一些研究團隊觀察到其他原子間存在單電子共價鍵，而此次發現單電子共價鍵可以在碳原子之間存在更令科學界興奮，因爲碳是有機化合物必需的元素，是地球生命的基本組成元素，是工業化學品的關鍵成分。這一發現有望應用於相關領域新材料的研發。（完）