稀有氣體中最惰性的氦，長期以來被認為十分穩定，因此難以和其他原子形成化學鍵。而最近氦卻形成了化合物，這讓化學家感到吃驚。
去年科學家報道稱，製備了由鈉原子和氦原子共同組成的晶體，但機理不詳。最近一個新的團隊提出了一種解釋：氦原子無需形成化學鍵就能與其他原子結合，即不需要共用或交換任何電子。氦在該化合物中處於帶正電的鈉離子之間，起到屏障作用，這緩衝了正電荷間的排斥力，從而實現穩定。“團隊提出了一種解釋，我喜歡它，這個模型是可預見的，它解釋了迄今為止所有的觀察結果。”俄羅斯斯科爾科沃科學技術研究所化學家Artem Oganov說道，同時他也是最初發現該氦化合物團隊的負責人。
這些氦化合物的發現令人震驚，因為科學家們始終認為氦原子極不可能與其他原子結合，因為氦原子是不會願意交出它可以完全填滿唯一電子層的兩個電子的。每個原子都擁有這樣的電子層，它們控制著特定數量的電子以及在原子核周圍構造這些帶負電荷的粒子。原子們喜歡它們的電子層被填滿，同時未填滿電子層的原子也會得到或者給予其他原子一兩個未成對電子來填滿相應的電子層。而那些電子層完全充滿且無多餘電子可共用的元素被稱為惰性氣體，其中氦元素原子序數最小，被認為是最穩定的元素。美國加利福尼亞州立大學北嶺分校（California State University, Northridge）化學家，提出這一新解釋團隊的負責人Maosheng Miao說：“這項精彩的工作去年已經完成”。Miao的研究生，Zhen Liu 作為第一作者將這項研究以論文的形式刊登在今年3月5日的《自然通訊》（
Nature Communications）雜誌上。“該團隊發現假如將鈉和氦放在一起，並將其置於像地球中心一樣的壓力下，鈉實際上就可以與氦反應形成穩定的化合物。”起初，一些科學家認為氦終究會和鈉共用電子。但是Miao的團隊提出了另一種解釋：氦原子可能並未給予或接受任何電子，但是它無論如何都以某種方式和鈉原子結合了。當一堆鈉原子受到足夠高的壓力時，每個鈉原子最外層的那個電子都會被擠出，從而將這些原子轉變為正電荷的離子。之後所有的正離子都會排斥其鄰近的正離子，就像電荷同性相斥。Miao和他的同事推斷，假如氦原子可以進入並置於這些鈉離子之間，那麼正電荷間的距離就會增大，電荷排斥的能量就會減弱，從而穩定該物質。Miao說，“我認為這是首次雖然沒有化學鍵參與，但仍可以構成一個穩定化合物。”未參與該研究的美國康奈爾大學（Cornell University）化學家Roald Hoffmann對這項工作給予了高度評價。
基於他們的假設，Miao的團隊運用支配每個原子的量子力學定律進行了詳盡的計算機計算，發現這種氦化合物確實存在。Miao團隊的成員之一，美國紐約州立大學布法羅分校（University at Buffalo, S.U.N.Y）化學家Eva Zurek說：“令人興奮的是，這個概念在計算中得到了證實，我們也可以預測以前從未研究過的新的氦化合物。”科學家們期望實驗人員嘗試氦與氟化鎂和氟化鈣的組合來創造新的氦化合物。
這一發現可能對研究存在於地球深處的元素組成也有所啟示。從前，科學家認為氦元素缺乏和其他元素結合的方式，所以不可能儲存在地球岩石內部。俄羅斯化學家Oganov說：“現在，愈發清晰的是，這一想法過度簡化了，即使是最為惰性的氦元素，也不是我們過去想象中的那麼穩定，它實際上可以形成穩定的氦化合物並儲存在地球的地幔中。”
因為高壓下許多普適的化學定律不再適用，化學家們希望在未來能找到更加一般的規則來預測這種不尋常的分子將會何時出現。發現鈉-氦結合物團隊的合作者，德國亞琛工業大學（RWTH Aachen University）的Richard Dronskowski認為：“這真是一種奇異的化學鍵合狀態，假如你思考一段時間，一切都將變得合情合理，但是一開始你卻並不指望它是對的。這真是令人著迷啊！”
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