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[color=rgba(0, 0, 0, 0.87)]如果你還記得高中化學，應該對老師的這種說法不陌生：「一個碳原子有四隻手，可以和其他原子手牽手形成分子。」這指的就是共價鍵（covalent bond），在其中負責牽手的就是原子最外層的價電子。共價鍵就像是一支「雙人舞」，藉由兩個原子共享一對或多對電子來維持彼此的關係。但如果電子只有一個呢？獨舞的電子能形成共價鍵嗎？
諾貝爾化學獎得主鮑林的預言成真[color=rgba(0, 0, 0, 0.87)]早在1931年，大名鼎鼎的化學家鮑林（Linus Carl Pauling，1954年因化學鍵方面的研究獲得諾貝爾化學獎）就提出了單電子共價鍵的理論，但當時沒有工具來觀察這種鍵是否真實存在。荷蘭烏特勒支大學的化學家莫雷（Marc-Etienne Moret）就表示，即使使用當代分析技術，這些鍵也難以觀察。他說：「只有一個電子形成鍵的情況非常不穩定，這意味著鍵很容易斷裂，並且有強烈的傾向釋放或捕獲電子以恢復電子數的均衡。」
[color=rgba(0, 0, 0, 0.87)]在 1998 年，科學家終於首次觀察到兩個磷原子之間的單電子鍵；莫雷和他的團隊則在 2013 年成功創造銅和硼之間單電子鍵。這讓化學家們開始推測，在有機化學反應過程中，這種不尋常的鍵也可能會在碳原子之間發生。但要觀察這些變幻莫測的鍵結，化學家必須穩定一個含有它們的化合物。含有單電子碳-碳鍵的穩定化合物一直讓化學家們難以捉摸。
[color=rgba(0, 0, 0, 0.87)]直到最近，日本東京大學的教授島尻拓也（Takuya Shimajiri）和他的研究團隊成功創造出一種分子，讓僅靠單一電子共享形成的共價鍵存在於碳原子之間，這項突破性發現登上了國際權威期刊《自然》（Nature），為有機化學領域打開了探索全新分子世界的大門。
精心設計挑戰物理極限的結構[color=rgba(0, 0, 0, 0.87)]島尻和北海道大學等地的學者合作，精心設計了一種能穩定單電子碳-碳鍵的分子，這種分子包含了一個融合的碳環穩定「殼」，讓這個「挑戰物理極限」的單電子鍵穩定下來。他們使用了一種名為六苯基乙烷（hexaphenylethane）的衍生物，這種分子的碳-碳鍵特別長，這使它容易在氧化反應中失去一個電子，從而形成單電子共價鍵。當團隊在碘的作用下進行氧化反應時，成功產生了一種深紫色的碘鹽晶體，而這其中就包含了他們在尋找的碳-碳單電子共價鍵。
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[color=rgba(0, 0, 0, 0.87)]在成功合成了這個神秘化合物之後，接下來要做的就是「觀察」。島尻教授和他的團隊設計的這個分子結構即使在常溫下都異常穩定，於是可以使用 X 射線繞射儀（X-ray diffraction）和拉曼光譜儀（Raman spectrometer）等高科技設備對晶體進行了仔細的分析。他們發現這些晶體中，兩個碳原子之間的距離比一般的共價鍵還要近，這正是因為它們是由單個電子共享而成的。
[color=rgba(0, 0, 0, 0.87)]島尻教授在接受採訪時興奮的說：「這真是一場硬仗，我們終於能觀察到這種單電子鍵的存在。它雖然看起來很簡單，但這其實是一個化學領域的重大突破。」他的同事、北海道大學的石垣祐介（Yusuke Ishigaki）副教授也表示：「闡明這種鍵結的本質，對於理解化學鍵理論意義深遠，它將有助於我們理解更多化學反應背後的秘密。」
將寫進化學教科書的歷史性發現[color=rgba(0, 0, 0, 0.87)]過去的化學研究大多集中在雙電子共價鍵的範疇內，這種單電子鍵結的概念仍處於理論和實驗階段。美國加州大學聖塔芭芭拉分校的化學家貝特朗（Guy Bertrand）說到：「這個發現目前更像是一種學術上的好奇心，但它絕對會被記入教科書中！」此外他也讚嘆：「任何與碳相關的發現都具有重大意義，因為碳是有機化學的基石。」
[color=rgba(0, 0, 0, 0.87)]島尻教授與他的團隊並沒有就此止步，他們希望能透過這次的發現，進一步探索更多化學鍵的可能性。他們提出了一個重要的問題：究竟什麼時候可以把一個化學鍵認為是共價鍵，什麼時候又不是呢？島尻解釋道：「我們的目標是要釐清共價鍵的本質，探索那些尚未被發現的化學鍵類型。」
[color=rgba(0, 0, 0, 0.87)]未來，這個研究團隊計劃進一步研究單電子共價鍵在不同化學反應中的表現。他們希望，這項發現能夠啟發更多科學家去探索未知的化學世界，甚至可能讓我們理解更多有關分子結構和化學反應的新知識。這無疑是一個深具挑戰性、但同時又充滿著無限可能的研究方向。
[color=rgba(0, 0, 0, 0.87)]雖然目前我們還無法確定單電子共價鍵的具體應用，但這個發現無疑為化學研究開啟了一個全新的篇章。或許有一天，這種新型的化學鍵結構能夠被運用在新材料的開發中，甚至改變我們對化學反應的基本認知。正如島尻教授所言：「這不僅是化學理論的進步，更是我們探索微觀世界的新起點。」
[color=rgba(0, 0, 0, 0.87)]參考資料：
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