作者约翰·莫里森·加尔布雷斯，《对话》 化学方程式的宇宙
信用:Nikolayenko Yekaterina/Shutterstock
com 约翰·莫里森·加尔布雷斯是马里斯特学院的化学副教授，他研究化学键合，即把原子结合在一起形成分子的过程
你发现了什么？ 你高中上过化学课吗？你以为那是一个充满早已确定的既定事实的无聊的静态领域吗？我所做的研究表明，这些既定“事实”中最基本的，化学键的性质，现在正受到质疑
你可能听说过共价键和离子键，在共价键中，电子在原子之间共享，在离子键中，电子完全从一个原子转移到另一个原子
但是你可能不知道第三种类型的键，由萨松·沙克和菲利普·希伯蒂在20世纪90年代早期发现的:电荷转移键
不久之后，我开始和他们一起工作
什么使电荷转移键不同？ 在电荷转移键中，电子同时被共享和转移
这听起来可能有点疯狂，但你可以这样想:你知道机场那些可移动的走道吗？假设100多年来，人们认为从一个地方到另一个地方的唯一方法是要么站在移动的人行道上，要么沿着人行道走
三种化学键
红色表示富电子区，蓝色表示缺电子区
(上图)氢分子中的共价键显示电子在两个独立氢原子之间的键合区域聚集
信用:按服务协议抄送 现在假设有人意识到有第三种移动方式:你可以站在走道上，同时行走
你通过机场的速度不是由于站立或行走，而是两者的结合
我和沙克、希伯蒂以及世界各地的其他一些人一起，帮助证明了电荷转移键是一种广泛的现象，发生在元素周期表的各种元素之间
是什么激发了这个发现？ 沙克和希伯蒂用一种叫做价键理论的方法计算打破一系列键所需的能量
化学就是模式识别，除了两个氟原子之间的键之外，他们研究的所有键都符合一个公认的模式
传统上被认为是一个纯粹的共价键，这个分子的行为不同于其他任何共价键
通过试图理解为什么，沙克和希贝蒂发现了一些完全独特的东西
氯化钠(食盐)中的离子键显示电子转移到氯侧(右)
保留部分权利 为什么重要？ 这是100多年来化学家们对成键方式的第一次重大改变
化学键合是化学的核心，因此改变化学家对化学键合的看法将改变整个领域
电荷转移键在现实世界中是如何应用的？ 计算机芯片、塑料、化妆品、纺织品和药品等合成材料来自于化学键的形成和断裂
因此，对化学键的深入了解可以激发出新的材料，这些材料具有我们尚未想象到的特性
我们已经看到化学家利用电荷转移键的特性来加速化学反应，并了解工业溶剂的特性
你的新研究中最酷的元素是什么？ 化学是活跃的，并且不断变化的——这是我最初被吸引到这个领域的原因
电荷转移键挑战了这个领域如此基本的东西，以至于它在很大程度上被认为是理所当然的
氟分子的电荷转移键在键区显示电子耗尽
保留部分权利 席卷理论变革的大戏在这里全面上演:这个概念在多年前就被引入，但没有被迅速接受；随着时间的推移，少数信徒的勤奋工作为这个想法提供了更多的支持；现在，由于通过替代的实验和理论方法进行验证，它正获得广泛的接受
我还发现令人着迷的是，现在大多数化学过程都可以在计算机上可靠地建模
我一直喜欢化学，因为它提供了关于事物如何在原子尺度上工作的知识
然而，我从来不觉得玩烧杯和危险化学品舒服
虽然化学仍然是一门主要的实验科学，但今天计算机可以指导这些实验，同时也为像我这样在实验上受到挑战的化学家提供了一个位置
来源：由phyica.com整理转载自PH，转载请保留出处和链接！
