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今日更新苯環(huán)（苯環(huán)上的電子結(jié)構(gòu)）

2022-05-20 06:08:18 行業(yè)快訊 來源：
導(dǎo)讀 目前大家應(yīng)該是對苯環(huán)（苯環(huán)上的電子結(jié)構(gòu)）比較感興趣的，所以今天好房網(wǎng)小編CC就來為大家整理了一些關(guān)于苯環(huán)（苯環(huán)上的電子結(jié)構(gòu)）方面的相
目前大家應(yīng)該是對苯環(huán)（苯環(huán)上的電子結(jié)構(gòu)）比較感興趣的，所以今天好房網(wǎng)小編CC就來為大家整理了一些關(guān)于苯環(huán)（苯環(huán)上的電子結(jié)構(gòu)）方面的相關(guān)知識來分享給大家，希望大家會喜歡哦。

苯環(huán)（苯環(huán)上的電子結(jié)構(gòu)）

好吧，瘋狂的化學(xué)佬立功了。在邁克爾·法拉第(Michael Faraday)發(fā)現(xiàn)苯分子近200年后(凱庫勒發(fā)現(xiàn)的是苯環(huán)分子結(jié)構(gòu))，研究人員終于厘清了它復(fù)雜的電子結(jié)構(gòu)。

這不僅解決了自1930年以來一直在進(jìn)行中的激烈爭論，而且對光電子材料的未來發(fā)展具有重要意義，因?yàn)樵S多光電子材料都是基于苯分子的。

眾所周知，苯分子是由6個碳原子和6個氫原子組成的環(huán)。當(dāng)需要我們考慮分子上42個電子的性態(tài)時，問題就變得異常棘手。

“描述苯電子的數(shù)學(xué)函數(shù)有126維，” ARC激子科學(xué)卓越中心和澳大利亞新南威爾士大學(xué)悉尼分校的化學(xué)家Timothy Schmidt告訴ScienceAlert，“這意味著它是建立在126個坐標(biāo)軸上的函數(shù)，每個電子具有3參數(shù)。電子不是獨(dú)立的，因此我們不能將其分解為42個獨(dú)立的三維函數(shù)。”

因此，從數(shù)學(xué)上描述苯的電子結(jié)構(gòu)需要考慮126個維度?？梢韵胂?，這并不是一件容易的事。實(shí)際上，這種復(fù)雜性就是導(dǎo)致化學(xué)家爭論的原因——既然無法從根本理論上推導(dǎo)出結(jié)果，就有了人為提出可能假說的空間。

當(dāng)前有兩種觀點(diǎn)：其一，苯遵循價鍵理論，具有局部電子；其二，分子軌道理論，苯帶有離域電子。問題是，兩者似乎都有解釋不清的地方。

研究人員在論文中寫道：“用軌道理論解釋電子結(jié)構(gòu)忽略了其波函數(shù)在類似自旋交換反對稱的的特性。此外，分子軌道不能提供電子相關(guān)性的直觀描述?！?/p>

他們的團(tuán)隊(duì)基于其最近開發(fā)的技術(shù)——被稱為動態(tài)Voronoi Metropolis采樣——使用一種算法來實(shí)現(xiàn)多電子系統(tǒng)波函數(shù)的可視化。

這樣可以將電子在Voronoi圖中分成單獨(dú)的磁貼，每個磁貼對應(yīng)于電子坐標(biāo)，從而使研究小組繪制出所有126個維的波函數(shù)。

他們發(fā)現(xiàn)了一些奇怪的東西。

論文中提及：“即存在上旋雙鍵的電子，也存在下旋單鍵的電子，反之亦然。超乎化學(xué)家對苯的通常認(rèn)知。”

這樣的效果是，在有利的情況下，電子會相互避開，從而降低分子的能量，使分子更穩(wěn)定。

該研究已發(fā)表在《自然·通訊》上。

本文譯自 sciencealert，由譯者 majer 基于創(chuàng)作共用協(xié)議(BY-NC)發(fā)布。

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