1949年，Bjorksten和Lyaeger共同提出化學(xué)鍵理論。然而，分子作為結(jié)合原子單位的概念可以追溯到羅伯特·波義耳1661年的專著《懷疑的化學(xué)家》（The Sceptical Chymist）?；瘜W(xué)家經(jīng)常描述分子中通過棍棒或彈簧原子之間的電子相互作用形成的強共價鍵。相比之下，液體和固體分子之間的吸引力要弱得多，比如范德華力，通常是非特異性和無方向性的，不能用棍子或彈簧來表示。一個例外是氫鍵，當攜帶相反偏電荷的原子相互吸引時，分子之間會產(chǎn)生較強的方向性相互作用。氫鍵(H鍵)可以被解釋為經(jīng)典的靜電相互作用，如果相互作用足夠強，也可以被解釋為共價化學(xué)鍵。區(qū)分很強的氫鍵和共價鍵可能變得很隨意。因此，短而強的氫鍵存在于這兩種不同性質(zhì)的鍵合描述之間的交叉處，很少有實驗方法來理解這種分歧。2021年1月8日，來自美國芝加哥大學(xué)的 Andrei Tokmakoff教授在Science發(fā)表文章Crossover from hydrogen to chemical bonding，作者利用飛秒二維紅外光譜來區(qū)分這兩種不同的鍵和描述。研究了當分子內(nèi)氫鍵的強度與分子間共價鍵的強度相當時會發(fā)生什么，模糊了“分子”的概念。
本文的研究為深入理解強鍵合提供了很大的希望，對這種鍵合中間體有了前所未有的了解。毫無疑問，未來的工作將集中在不同系統(tǒng)中相互轉(zhuǎn)化的動態(tài)方面。許多令人興奮的問題仍然是懸而未決的，包括環(huán)境(例如，波動溶劑)在這種相互轉(zhuǎn)化中扮演什么角色，什么分子運動觸發(fā)了這些相互轉(zhuǎn)化，以及如何引導(dǎo)這些體系向期望的方向發(fā)展。這些問題的答案應(yīng)該與生物和燃料電池膜等技術(shù)中的質(zhì)子傳輸有關(guān)。文獻信息1. Crossover from hydrogen to chemical bonding, Science 371 (6525), 160-164.DOI: 10.1126/science.abe1951https://science.sciencemag.org/content/sci/371/6525/160.full.pdf2. Between a hydrogen and a covalent bond, Science 371 (6525), 123-124.DOI: 10.1126/science.abf3543https://science.sciencemag.org/content/sci/371/6525/123.full.pdf
