研究人员让“冰与火”元素组合发生反应|化学_新浪科技

本报讯（记者陈彬）燕山大学田永君院士团队与国内外研究人员合作，理论预测了高压下惰性气体氦（He）和氟气（F2）反应，形成极性共价键He-F，从而产生稳定的He3F2化合物。近日，研究成果发表于《美国化学会志》。

氟以“宇宙最强电负性”著称，而氦则是出了名的“化学宅男”，在常压下拒绝与任何元素反应。然而，在该研究中，科研人员却让这对“冰与火”的元素组合在极端条件下发生反应，首次形成了真正的氦化学键，颠覆了传统认知。

研究人员通过理论计算发现，在2太帕的极端高压下，氟原子成功“撬开”了氦的封闭电子壳层，形成由HeF2人字链状结构单元和孤立氦原子组成的He3F2化合物。

化学成键分析表明，He3F2中氦的1s电子作为化学键的组成部分，形成新奇的极性共价键He-F，即一个氦原子连接3个氟原子，而每个氟原子连接两个氦原子。氦氟间存在的电荷转移通过这样的连接方式，形成HeF2人字链状结构单元。分子轨道理论分析进一步证明，He-F极性共价键源于高压下氦的1s轨道与氟的2p轨道间的强相互作用。

该发现不仅刷新了氟化学的反应边界，而且揭示惰性元素在极端环境下蕴藏的未知化学潜能，为探索极端条件下的新物质、新反应提供了重要线索。