单电子碳-碳对的第一个例子可以改写教科书

这个想法提出已经近一个世纪了，但这是它第一次被自信地证明。

碳原子是生命的核心，因为它们与其他元素以及彼此之间的结合具有灵活性。一项新发现揭示了一种不同的联系。

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一种具有两个碳原子共享一个电子的分子已经被发现，这违背了化学教科书的规定。最近报道了来自不同元素的原子共享单电子共价键的例子，但这是第一次在两个碳原子之间发生这种情况。鉴于碳键在生命形成中的核心地位，一种将它们结合在一起的新方式的重要性远远超过大多数原子之间的键。

共价键通常涉及两个原子之间共享的电子对，将它们结合在一起。有时电子会形成多个共价键，使某些东西特别难以断裂。事实当然更复杂——不是总是如此吗？ – 但一个多世纪以来，电子对是必需的这一观点基本上一直存在。

其他原子之间也发现了单电子键，例如，当磷分子失去一个电子时，它并不总是会崩溃。然而，这种债券通常很弱。两个碳原子之间的一个发现足以使大分子保持在一起，这将使化学家能够探索键合态和非键合态之间的灰色区域。

由于碳原子之间的任何单电子键都必然很弱，寻找例子的化学家需要找到一种方法来稳定分子，而不是让其他反应破坏它们。一有机会，原子要么完全失去键，要么抓住一个经过的电子形成传统的共价对。

研究人员专注于六苯乙烷（HPE）衍生物，他们说这些衍生物形成相对稳定的碳阳离子和自由基（具有不成对电子的原子或分子）。 HPE 在两个碳原子之间具有拉伸键。他们的产品有一个碳环外壳，围绕着一个碳-碳键，碳-碳键会被拉伸，直到失去一个电子。通过用不同浓度的碘处理键的两侧，该团队产生了； “适合 X 射线衍射测量的深紫色单晶。 ” 

作者声称晶体内原子的独特几何形状证明了单原子键，随后通过拉曼光谱证实。

“共价键是化学中最重要的概念之一，新型化学键的发现为扩大化学空间的广阔领域带来了巨大希望，”研究合著者、东京大学的 Takuya Shimajiri 博士告诉我们自然新闻。

加州大学圣塔芭芭拉分校的盖伊·贝特兰德教授（他不是这项研究的作者）是证明磷原子之间存在单电子键的团队的成员。在接受《自然新闻》采访时，他对参与这一新发现的人们表示赞赏，他说：“任何时候你用碳做某事，其影响都会比任何其他元素都要大。 ”

莱纳斯·鲍林 (Linus Pauling) 于 1931 年提出了两个碳原子之间存在单电子键的可能性。鲍林被誉为少数获得两项诺贝尔奖的科学家之一，但他也提出了错误的 DNA 模型，随后因推广大剂量的维生素C。

目前尚未提出任何申请，但合著者、海海道大学的 Yusuke Ishigaki 教授表示； “阐明两个碳原子之间单电子西格玛键的性质对于更深入地了解化学键理论至关重要，并将为化学反应提供进一步的见解，”在一份声明中。 

该论文发表在《自然》杂志上。