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改寫教科書的研究:6鍵碳原子首獲影像證實

作者: 2017年01月16日 來源: 瀏覽量:
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傳統教科書中,一個碳原子最多只能與4個原子通過電子對結合。但德國柏林自由大學化學家莫瑞茲·馬力絲維斯基首次合成并證實,在一種椎體形碳分子內存在一個能與6個原子結合的碳原子。   發表在德國《應用化

  傳統教科書中,一個碳原子最多只能與4個原子通過電子對結合。但德國柏林自由大學化學家莫瑞茲·馬力絲維斯基首次合成并證實,在一種椎體形碳分子內存在一個能與6個原子結合的碳原子。

  發表在德國《應用化學》雜志上的這一最新研究將改寫教科書。

  據《新科學家》雜志網站11日報道,新結構是以化合物六甲基苯為基礎獲得的。通常情況下,平面結構的六甲基苯6個碳原子形成6邊形的環,每個碳原子還與另一個原子結合形成原子臂伸出環外。但1973年,德國化學家研究發現,從六甲基苯中拿走2個電子帶上正電后,會變得極不穩定,并變成一種椎體結構。當時推測,新結構頂部的碳原子能同時與6個原子形成化學鍵。但直到今天,沒有人觀測到椎體狀六甲基苯的“真實面目”。

  馬力絲維斯基表示,難倒化學家們“窺探”其結構的原因在于,這種不常見的原子排列非常不穩定,只能幸存于低溫和強酸性溶液中。而這次,他光處理強酸溶液就花了半年時間,最終提取出夠用X射線分析的幾個毫克的量。

  “沒錯,X射線衍射圖譜證明,新結構是5面椎體形狀,頂部碳原子與6個原子結合。”馬力絲維斯基說,“之前的研究只是通過量子統計等手段預估了6鍵碳原子的存在,我們首次獲得該晶體結構的影像證據。”

  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定,似乎沒有研制新型碳納米管等實際應用的價值,但新研究沖破了人類幾十年來對有機化學結構認識的桎梏,誰又敢保證,它不會在將來再創新的奇跡?

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