碳元素只能形成四个键吗(碳元素只能形成四个键的原因)

导语：碳元素只能形成四个键？

教科书教给我们一个知识：共价键是由成键的两个原子共享一个电子对形成的，每个成键原子贡献一个电子。那么，碳元素（C）有四个最外层电子，理应形成四个共价键。然而，事实并非如此。在20世纪70年代，德国科学家制备了一个被称为“六甲基苯”的分子（如图1所示）。在这个分子中，六个碳原子形成一个平面的六角环，环上每一个碳原子刮着另一个碳原子，而这个碳原子又和三个氢原子相连。这样，环上的碳原子形成了三个共价键，剩下的电子在环内自由运动。

图1：六甲基苯结构

当时，科学家进一步推断，如果从六甲基苯分子中去掉两个电子，让这个分子带正电，那么，这个分子的形构将会发生重大变化，使得一个碳原子和另外六个碳原子相连，形成六个共价键。然而，科学家经过数以千计的尝试都没有把这个预言变为现实，直到最近，一组来自德国的科学家获得了重要突破。他们成功从六甲基苯中取走两个电子，并在强酸的环境下让新的到的分子稳定下来。通过X射线衍射技术，他们测定了新分子的结构。研究表明，六边环中的一个碳原子离开了原来的平面，与环内剩下的五个碳原子分别形成一个键，加上原来在外面的一个碳原子，这个离开了六边环的碳原子最总和六个碳原子分别形成一个键，总共形成六个键（如图2所示）。这是人们第一次观察到一个碳原子形成超过四个键。

图2：新分子的结构

当然，需要指出的是，这并不是传统意义上认为的由两个电子形成的共价键；然而，它让人们对化学键有了新的认识。

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