科學家發現氦化合物！氦化合物！徹底顛覆人類「化學觀」

儘管已有多種惰性氣體在高壓實驗中成功與其他分子結合，形成了新化合物，但氦氣至今尚未「屈服」。

因此類反應可在模擬外太空的高壓環境中進行，所以本研究可以幫助我們了解發生在地球以外的化學反應會有何不同。

惰性氣體

長期以來，人們一直認為惰性氣體：氦、氖、氬、氪、氙和氡—是周期表上最不活潑的化學元素。尤其是氦，它的外層電子已滿，理論上不能再與其他原子相互作用以形成穩定的化合物。因此，儘管其他惰性氣體如氙，氪和氡已經在超高壓條件下成功反應並形成新化合物，但是迄今為止，氦仍然沒有屈服。

儘管理論上不可能，一個國際科學家團隊最近卻成功「製造」了一個穩定的氦鈉化合物。

發現氦化物

猶他州立大學的科研團隊使用「晶體結構預測」計算機模型，以此觀察氦在極端壓力下如何反應。他們將氦和鈉暴露於比地球大氣壓高110萬倍的壓力條件下，新的化合物Na2He誕生了！

這種新化合物的生成，不僅打破了氦的惰性形象，就連原子間的鍵合方式也與傳統化學鍵不同：由鈉原子和氦原子交替形成的立方晶繫結構中，兩種原子之間並不是通過化學鍵結合在一起。研究員Alex Boldyrev稱：「...當我們對這些結構進行化學鍵分析時，發現每個「空」立方體實際上包含一個八中心兩電子鍵...這種鍵正是這個迷人化合物能穩定存在的原因。」氦的存在使鈉原子之間的相互作用發生了巨大改變，一旦除去，則整個結構變得不穩定。

來自猶他州立大學的Ivan Popov在接受知名媒體Gizmodo採訪時說：「當施加高壓時，化學會發生變化，這可以在地球內部或土星等其他行星上實現。但這一次絕對是改變教科書的創舉。」

Boldyrev告訴記者：「像在地球核心，或地球的大行星鄰居們上面那樣，所存在的極高壓力，能完全改變氦的化學性質。」他們的研究驗證了這個理論。

在以前的諸多嘗試中，將氦與其他元素進行配合，結果總是極其短暫的。氦的封閉殼層構型使其難以與其他原子形成化學鍵（即使不是完全不可能）。但這僅限於假設反應條件與地球表面相同或相似的情況。在外太空，由於環境的變化，氦的反應能力可能大有不同。

面臨挑戰

因挑戰了現代化學長期已久的假設，專家們很快注意到，這項研究還未能得到獨立實驗的相同或相似結果的支持或重複驗證。這意味著，在人們完全理解和證實這個團隊的重大突破前，必須進行更多的研究。

研究意義

這個驚奇的發現本身意味著地球上可能沒有用武之處。本來嘛，研究成果是在對科學規則的改變和非常極端的條件下產生的，在我們所生存的星球上幾乎找不到這樣的環境。但是，像木星和土星這種富含氦的氣態巨行星的中心，就有類似於在這個實驗中創建的環境，這就為人類洞察化學過程如何在其他行星上進行提供了機會。

本研究也對我們該如何理解化學提出了很多問題。我們對化學反應的判別基準源於我們對已知世界的了解。隨著長時間空間旅行即將成為可能，我們所知道的化學，也許還只是冰山一角。