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价电子的首次可视化揭示了化学键的基本性质

2024-08-22 11:00:58 百科知识来源：

导读日本名古屋大学领导的研究小组首次通过实验观察到有机分子最外层电子(即价电子)的分布。由于原子之间的相互作用受价电子控制，他们的发现揭...

日本名古屋大学领导的研究小组首次通过实验观察到有机分子最外层电子(即价电子)的分布。由于原子之间的相互作用受价电子控制，他们的发现揭示了化学键的基本性质，对制药和化学工程具有重要意义。该研究结果发表在《美国化学学会杂志》上。

原子中电子的行为很复杂，形成的电子轨道根据其与原子核的接近程度而具有不同的功能。内壳电子称为核心电子，用于自我稳定，不与其他原子相互作用。另一方面，外层电子或价电子决定了材料的大部分特性，尤其是在与其他原子结合时。

要了解材料的特性，需要提取其价电子的信息。然而，通过实验仅分离价电子信息非常困难，因此研究人员不得不依赖理论模型和光谱来估算它。

通过在 SPring-8 进行世界一流的同步加速器 X 射线衍射实验，该团队发现可以选择性地仅提取晶体中原子的价电子密度。

“我们将这种方法命名为 CDFS 方法。利用这种方法，我们观察到了甘氨酸分子(一种氨基酸)的电子状态，”通讯作者 Hiroshi Sawa 说道。“虽然这种方法相对简单，但结果令人印象深刻。观察到的电子云并没有表现出许多人预测的光滑包络形状，而是一种碎片化、离散的状态。”

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