特殊化学化学键（新型超强化学键的发现）

这张图片显示一个水滴悬挂在蕨类植物的叶子上。氢键使水分子相互结合，形成水滴的特征形状。但它们很容易破碎。研究人员最近发现了一种氢键的形式，这种氢键很强，可以与氢氧共价键相媲美，氢氧共价键能将水滴中的水分子结合在一起。

科学家们最近发现了一种全新的化学键，它的强度远远超过了它应有的强度。

这种新型的键表明，将分子结合在一起的强共价键和分子间形成的弱氢键之间的界限并不像化学教科书中所说的那样清晰，氢键可以通过简单的将盐搅拌到一杯水中而被打破。

回想高中的化学课，你会记得有不同类型的键把原子连接在一起形成分子和晶体结构。

离子键连接金属和非金属形成盐。强共价键把二氧化碳和水等分子结合在一起。弱得多的氢键的形成是因为氢和带负电荷的原子或分子之间的静电吸引，例如导致水分子相互吸引，形成水滴或结晶冰。离子键、共价键和氢键都是相对稳定的；它们往往会持续很长时间，并且其作用很容易观察到。但研究人员早就知道，在化学反应过程中，随着化学键的形成或断裂，这个过程更为复杂，涉及的“中间态”可能只存在很小的一秒钟，更难观察到。

在这项新的研究中，研究人员设法使这些中间状态保持足够长的时间，以便进行详细的研究。他们发现的是一种共价键强度的新键，将原子结合成类似分子的东西。

为此，研究人员将一种氟化氢化合物溶解在水中，观察氢和氟原子如何相互作用。氟原子被氢原子所吸引是因为它们表面正负电荷的不平衡，这是氢键的经典结构。每个氢原子往往夹在两个氟原子之间。但是这些三明治结合在一起的强度比典型的氢键高，氢键很容易断裂。氢原子在氟原子之间来回弹跳，形成像共价键一样强的键，而这是氢键所不能形成的。这种新键的机理是静电的，它与因正负电荷的不同而形成的氢键不同。

新键的强度为每摩尔45.8千卡（化学键能的单位），比一些共价键更大。例如，根据LibreTexts的说法，氮分子是由两个氮原子结合在一起形成的，强度约为40千卡/摩尔。根据《生物化学》一书，氢键的能量通常为每摩尔1千卡到3千卡。

他们1月7日发表在《科学》杂志上的一篇论文中描述了他们的研究结果。德国马克斯·普朗克聚合物研究所的研究人员米莎·波恩和约翰内斯·霍恩在《科学》杂志上发表的一篇文章中写道，这种不寻常的键模糊了化学的明确类别。

“杂化共价氢键态的存在不仅挑战了我们目前对化学键到底是什么的理解，也为更好地理解化学反应提供了机会，”他们写道，“其中‘中间反应态’经常被调用，但很少直接研究。”

他们写道，当氢原子发现自己夹在两个水分子之间时，类似的键可能存在于纯水中。但研究人员写道，这些键被认为是存在的，但寿命并不长。他们从未被确凿地观察过。

这项研究可以为“更深入地理解强健作用”和中间反应状态打开大门。