相對(duì)論效應(yīng)對(duì)化學(xué)鍵周期律的影響
門(mén)捷列夫周期表和元素周期律是人類(lèi)歷史上最重要的科學(xué)發(fā)現(xiàn)之一。上世紀(jì)建立的量子力學(xué)理論揭示了元素周期律的本質(zhì)。由于相同的價(jià)電子構(gòu)型，元素周期表中同一族的元素及其化合物常常具有基本相似的化學(xué)性質(zhì)。但隨著原子序數(shù)的增加，重元素原子中電子的運(yùn)動(dòng)速度越來(lái)越接近光速，相對(duì)論效應(yīng)開(kāi)始在化學(xué)性質(zhì)中發(fā)揮重要作用，使其偏離非相對(duì)論量子力學(xué)所預(yù)測(cè)的周期律。人們懷疑門(mén)捷列夫周期律在重元素化學(xué)中可能需要進(jìn)行修改，許多化學(xué)家因而致力于尋找相對(duì)論效應(yīng)在化學(xué)中發(fā)揮關(guān)鍵作用的例子。
最近，我系李雋教授研究組在《美國(guó)化學(xué)會(huì)會(huì)志》發(fā)表了題為“Relativistic Effects Break Periodicity in Group-6 Diatomic Molecules”的論文，發(fā)現(xiàn)相對(duì)論效應(yīng)改變了第六族雙原子分子化學(xué)鍵的周期律。他們的研究表明，元素周期表中第六族較輕元素的雙原子分子具有六重鍵，而與它們同族的106號(hào)超重元素(Sg)的雙原子分子由于相對(duì)論效應(yīng)而僅具有四重鍵。這一發(fā)現(xiàn)對(duì)于揭示相對(duì)論效應(yīng)對(duì)化學(xué)鍵的周期性變化規(guī)律的影響具有重要意義。美國(guó)化學(xué)會(huì)《化學(xué)與工程新聞》和英國(guó)皇家化學(xué)會(huì)《化學(xué)世界》分別以“Relativity Could Alter Superheavy Bonding”和“Group 6 diatomic bonding is all relative”為題對(duì)此項(xiàng)研究工作進(jìn)行了報(bào)道。王溢磊博士是該論文的第一作者。
新聞及論文鏈接：
1) Y.-L. Wang, H.-S. Hu, W.-L. Li, F. Wei, J. Li, "Relativistic Effects Break Periodicity in Group-6 Diatomic Molecules", J. Am. Chem. Soc., 2016, 138, 1126-29. DOI: 10.1021/jacs.5b11793
http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/jacs.5b11793
2) “Relativity Could Alter Superheavy Bonding”, Chemical & Engineering News, By Elizabeth K. Wilson, Volume 94 Issue 5 | p. 28 | Concentrates, Issue Date: February 1, 2016
http://cen.acs.org/articles/94/i5/Relativity-Alter-Superheavy-Bonding.html
3) “Group 6 diatomic bonding is all relative”, Chemistry World, by Matthew Gunther, 29 January, 2016
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