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6键碳原子首获影像证实

2017-01-13 09:58 来源:科技日报

  传统教科书中,一个碳原子最多只能与4个原子通过电子对结合。但德国柏林自由大学化学家莫瑞兹·马力丝维斯基首次合成并证实,在一种椎体形碳分子内存在一个能与6个原子结合的碳原子。

  发表在德国《应用化学》杂志上的这一最新研究将改写教科书。

  据《新科学家》杂志网站11日报道,新结构是以化合物六甲基苯为基础获得的。通常情况下,平面结构的六甲基苯6个碳原子形成6边形的环,每个碳原子还与另一个原子结合形成原子臂伸出环外。但1973年,德国化学家研究发现,从六甲基苯中拿走2个电子带上正电后,会变得极不稳定,并变成一种椎体结构。当时推测,新结构顶部的碳原子能同时与6个原子形成化学键。但直到今天,没有人观测到椎体状六甲基苯的“真实面目”。

  马力丝维斯基表示,难倒化学家们“窥探”其结构的原因在于,这种不常见的原子排列非常不稳定,只能幸存于低温和强酸性溶液中。而这次,他光处理强酸溶液就花了半年时间,最终提取出够用X射线分析的几个毫克的量。

  “没错,X射线衍射图谱证明,新结构是5面椎体形状,顶部碳原子与6个原子结合。”马力丝维斯基说,“之前的研究只是通过量子统计等手段预估了6键碳原子的存在,我们首次获得该晶体结构的影像证据。”

  虽然在正常温度和湿度条件下,该椎体分子能快速分解而极不稳定,似乎没有研制新型碳纳米管等实际应用的价值,但新研究冲破了人类几十年来对有机化学结构认识的桎梏,谁又敢保证,它不会在将来再创新的奇迹?

(责任编辑:王蔚)

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