电子近光速运动重塑分子内化学键首次“看到”
如果电子跑得像光一样快,看到分子里的电近化学键会怎样?美国布朗大学团队在一项针对铋—碳带电分子的实验中,首次亲眼看到了答案:电子以接近光速飞奔,光速直接改变了化学键的运动“模样”。相关论文发表于新一期《科学》杂志。重塑

在铋(以晶体形式显示)等重原子内,电近电子能以相对论速度运动。光速图片来源:英国《新科学家》网站
狭义相对论告诉我们,运动物体的重塑运动速度一旦接近光速,时空体验就会发生奇妙变化。分内这种效应常被认为与粒子加速器或航天器有关,化学但事实上,在一些重原子内部,电子也会以接近光速的速度移动,因而足以重塑分子内的化学键。只不过,此前没有人能在实验中直接“看”到这一幕。这一次,科学家做到了。
团队研究的铋—碳带电分子中,一个铋原子与一个碳原子由三根化学键相连。团队推测,其中一根是σ键(西格玛键),另外两根是π键。这两种键的根本差别来自电子的量子特性:每个电子并非一颗紧实的小球,而是铺展在空间某个区域的概率云——这些云若是“头对头”重叠,便形成σ键;若是“肩并肩”并排重叠,便形成π键。
实验中,团队绘制了整个分子的电子分布图,相当于给化学键拍了一张肖像。奇怪的是,他们并没有看到纯粹的σ型和π型分布,而是发现其中两根键呈现出σ与π的混合模样。
计算表明,这种混合,源于铋核附近的电子感受到了极其强烈的电磁拉扯,以至于被加速到接近光速。正是这近乎光速的运动,把原本规整的键型揉成了亦σ亦π的混合体。这种效应,过去从未被实验观测到。
团队表示,实验观测的关键一步,是在观测电子之前先将分子冷却到极低温度,从而抑制了所有可能让最终图像变得模糊的热振动和激发,让键的轮廓纤毫毕现。
铋—碳键的重塑,可能会影响有机铋化合物在化学反应中的表现。事实上,德国马克斯·普朗克煤炭研究所科学家近期已证明,相对论效应有助于让这类重金属成为化学过程的出色催化剂。
相关文章
如今随着厂家生产技术不断发展,玻璃也有了各种新的种类,拥有更多更强的功能,逐渐取代普通玻璃。举例来说,原本只能透光挡风的普通玻璃窗,使用夹胶玻璃后就具备了降噪隔热的功能,更加方便实用。本篇文章将介绍钢2026-10-09
AI摘要:4 月 29 日,平潭苍海村坛南湾 25 个摊位房项目在省农村产权交易平台挂牌成交,年租金 10 万元、租期 3 年,系平潭首个入驻省级平台流转的村集体资产项目。为解决以往农村集体资产交易不2026-10-09
5月29日,汉阴县总工会、县文旅广电局联合举办的“玫瑰书香·共读一本书”读书分享活动在君科玫瑰园举行,各级工会女职工齐聚一堂,以书为媒,共同开启一场心灵之旅。活动现场书香萦绕,女职工们沉浸阅读。汉阴县2026-10-09
发布者:小禹 浏览量:11916发布时间:2020/4/17 17:14:11 随着消费升级、产业重构,我国的饮料江湖风起云涌,悄然间发生着天翻地覆的变化:一方面,原来备受推2026-10-09
导读: 市面上有不少专门为儿童的设计的重疾险产品,其保障内容与保费,大同小异。那么,儿童重疾险交多少钱一年?儿童重疾险一年交多少钱?这还是2026-10-09
翻译私货? 《塞尔达无双:封印战纪》英文翻译揭示林克与塞尔达仅是朋友
自《塞尔达传说》系列问世以来,塞尔达与林克的关系始终是玩家争论的焦点。每一代塞尔达与林克的互动模式各有不同,难以一概而论,但有一对组合的关系想必众人皆能认同——那便是《荒野之息》中的林克与塞尔达。在《2026-10-09

最新评论