科學家把普通食鹽變成“不可能”物質

　　一個由中、美、俄等多國科學家組成的國際研究小組在極端高壓下，把普通食鹽變成了全新的化學物質。而按照化學教科書上的規則，這些物質本不該存在。相關論文發表在12月20日的《科學》雜志上。

　　該研究由紐約州立大學石溪分校艾特姆·奧甘諾夫和卡內基華盛頓研究所的亞歷山大·岡察洛夫負責，在德國電子同步加速器（DESY）X-射線光源PETRA Ⅲ和其他幾個研究中心進行了實驗。

　　食鹽即氯化鈉（NaCl），是最普通的化合物。按傳統化學中的八隅體規則（也叫八電子規則，所有元素都趨向于把它們的最外電子層填滿8個電子，這樣最穩定），Na和Cl只能是1個Na原子結合1個Cl原子的形式，不可能有其他形式。

　　實驗中，研究人員給食鹽施加了20萬大氣壓，而在PETRA Ⅲ更高，增加了額外的沖擊力，生成了一些“不可能”的物質，如氯化三鈉（Na3Cl）和三氯化鈉（NaCl3）。論文合著者、DESY實驗人員朱詹娜·科諾科娃說：“按照理論預測，我們在高壓下用激光加熱樣本，結果發現了其他形式、穩定的鈉氯化合物式。”

　　根據奧甘諾夫小組的計算，極高壓下有可能形成奇特的化合物，并保持穩定。“我們預測會產生違背教科書法則的化合物，如NaCl3、NaCl7、Na3Cl2、Na2Cl和Na3Cl。”論文第一作者、奧甘諾夫實驗室訪問學者、中國農業大學應用物理系張維維（音譯）說，他們是抱著“試試看”的想法，在PETRA Ⅲ和卡內基研究所進行了實驗。他們先瞄準Na3Cl和NaCl3，按預測這兩種化合物比其他形式更容易形成，結果發現了這兩種物質。“這些化合物在熱力學上是穩定的，一旦形成就能一直保持著，而傳統化學‘不允許’它們存在。”

　　“這是一場化學革命的開始。”奧甘諾夫說，實驗室可達到的壓力算是較低，在20萬大氣壓下，理想的穩定化合物就違背了傳統化學規則。而地球中心壓力為360萬大氣壓，在這種條件下，許多化學課本上的法則都不再適用。

　　化學教科書適用的范圍只在所謂的“環境條件”下。科諾科娃解釋說：“這是指地球表面，如果把整個宇宙看作一個整體的話，這種條件就相當特殊。”在地球環境條件下不可能的物質，在更極端環境下會變得可能。奧甘諾夫說：“這里的‘不可能’只意味著能量變高，化學規則不像數學定理，化學規則可以打破，你只需找到能量平衡轉移的條件，規則就不再適用。”