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
导读: 各保险公司短期重疾险,2022各保险公司短期重疾险!短期重疾险最大的好处就是它的保费在被保险人年轻的时候是比较低的,它对于刚毕业出2026-10-09
韶关高素质农民培育班收官,1211名新农人学成赋能农业发展_南方+_南方plus近日,由韶关市农业农村局主办、广州仲凝农业科技开发有限公司承办的2025年高素质农民培育班落下帷幕。自2025年12月启2026-10-09
科比重申欲让权给潜力股 力挺湖人榜眼渐入佳境发布时间:2016-01-02 08:42 来源:豫都网 我来说说 我要投稿[摘要]科比 北京时间12月17日,据ESPN报道,在接受采访时,科比表示,湖人2026-10-09
北京时间2018年12月7日,火箭队客场以91-118负于爵士队,哈登拿下15分2助攻和7次失误,2次失误是哈登这个赛季单场助攻的最低纪录。哈登在首节就好像是被爵士队钳住了双手一样,在中距离完全的限制2026-10-09
发布者:小宁 浏览量:65发布时间:2026/9/9 15:19:43 果汁赛道内卷加剧,通货走量时代已成过去,不少经销商陷入“新品多、好品少,铺货易、动销难”的困局。在主流2026-10-09
北京时间2018年12月7日,火箭队客场以91-118负于爵士队,哈登拿下15分2助攻和7次失误,2次失误是哈登这个赛季单场助攻的最低纪录。哈登在首节就好像是被爵士队钳住了双手一样,在中距离完全的限制2026-10-09

最新评论