6鍵碳原子首獲影像證實(shí)

傳統(tǒng)教科書(shū)中，一個(gè)碳原子最多只能與4個(gè)原子通過(guò)電子對(duì)結(jié)合。但德國(guó)柏林自由大學(xué)化學(xué)家莫瑞茲·馬力絲維斯基首次合成并證實(shí)，在一種椎體形碳分子內(nèi)存在一個(gè)能與6個(gè)原子結(jié)合的碳原子。

發(fā)表在德國(guó)《應(yīng)用化學(xué)》雜志上的這一最新研究將改寫(xiě)教科書(shū)。

據(jù)了解，新結(jié)構(gòu)是以化合物六甲基苯為基礎(chǔ)獲得的。通常情況下，平面結(jié)構(gòu)的六甲基苯6個(gè)碳原子形成6邊形的環(huán)，每個(gè)碳原子還與另一個(gè)原子結(jié)合形成原子臂伸出環(huán)外。但1973年，德國(guó)化學(xué)家研究發(fā)現(xiàn)，從六甲基苯中拿走2個(gè)電子帶上正電后，會(huì)變得極不穩(wěn)定，并變成一種椎體結(jié)構(gòu)。當(dāng)時(shí)推測(cè)，新結(jié)構(gòu)頂部的碳原子能同時(shí)與6個(gè)原子形成化學(xué)鍵。但直到今天，沒(méi)有人觀測(cè)到椎體狀六甲基苯的“真實(shí)面目”。

馬力絲維斯基表示，難倒化學(xué)家們“窺探”其結(jié)構(gòu)的原因在于，這種不常見(jiàn)的原子排列非常不穩(wěn)定，只能幸存于低溫和強(qiáng)酸性溶液中。而這次，他光處理強(qiáng)酸溶液就花了半年時(shí)間，最終提取出夠用X射線分析的幾個(gè)毫克的量。

“沒(méi)錯(cuò)，X射線衍射圖譜證明，新結(jié)構(gòu)是5面椎體形狀，頂部碳原子與6個(gè)原子結(jié)合。”馬力絲維斯基說(shuō)，“之前的研究只是通過(guò)量子統(tǒng)計(jì)等手段預(yù)估了6鍵碳原子的存在，我們首次獲得該晶體結(jié)構(gòu)的影像證據(jù)。”

雖然在正常溫度和濕度條件下，該椎體分子能快速分解而極不穩(wěn)定，似乎沒(méi)有研制新型碳納米管等實(shí)際應(yīng)用的價(jià)值，但新研究沖破了人類(lèi)幾十年來(lái)對(duì)有機(jī)化學(xué)結(jié)構(gòu)認(rèn)識(shí)的桎梏，誰(shuí)又敢保證，它不會(huì)在將來(lái)再創(chuàng)新的奇跡？（科技日?qǐng)?bào)）