https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.4c05673
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名古屋大學在實驗中首次觀測到有機分子的價電子分佈。價電子是原子最外層電子,它們
會形成化學鍵並決定物質的化學性質。解開價電子行為為化學研究帶來深遠影響,還能在
製藥和材料領域帶來重要突破。
名古屋大學用日本SPring-8同步輻射設施進行X射線繞射實驗,他們將這種技術命名為CDFS
(Core Differential Fourier Synthesis),這項技術成功選擇性提取了晶體中原子價電
子密度並觀察到電子狀態。為了直觀地呈現結果,團隊製作了電子雲色彩圖。電子雲並不
是預測的平滑、連續的包覆態而是破碎、離散的狀態。破碎的電子雲分佈證實了電子的量
子力學波動性,經過北海道大學的量子化學計算,實驗數據與理論計算吻合。
他們對胞苷(cytidine)進行了類似的實驗,成功觀察到碳雙鍵和碳氮鍵之間的電子分佈
差異。這些發現對於設計功能性材料和理解化學反應機制有著重大的貢獻。這項技術適用
於研究受分子間相互作用影響的領域,如有機半導體和DNA雙螺旋結構。