高中化學課我們學習過氫鍵和共價鍵。共價鍵是一種強化學鍵，它是原子之間共享電子的結果，可以将分子内的原子連接在一起。氫鍵是由氫與帶負電的原子或分子之間的靜電吸引作用而形成的，它一般都是較弱的，而且從本質上來說，它不是真正的化學鍵。氫鍵存在于各種物質中，最著名的是水。如果沒有氫鍵，水在室溫下會是氣體而不是液體。
但是，在1月8日發表在《科學》雜志的文章顯示，研究人員發現了一種強的氫鍵，它實際上是一種混合鍵，因為它包含了共享電子，模糊了氫鍵與共價鍵的區别。這一發現引發了化學鍵是如何定義的問題。
以往我們對化學鍵的理解以及教授化學鍵的方式都是非黑即白的。但在化學反應的過程中，随着化學鍵的斷裂和形成，它涉及到中間狀态，這種狀态的存在是非常短暫的，很難觀察到。
研究人員通過觀察水中被稱為雙氟離子的原子群來表征這種雜化鍵，該原子團由夾在一對氟原子之間的單個氫原子組成。根據傳統觀點，氫原子通過共價鍵與一個氟原子結合，通過氫鍵與另一個氟原子結合。
研究人員利用紅外光讓氟化氫離子振動，并測量氫原子的反應。對于一個典型的氫鍵來說，随着原子在能量階梯上爬得越高，這些能級之間的間距就會越小。但研究人員卻發現，能級間隔增加了。這一行為表明，氫原子與兩個氟原子之間是平等地連接，而不是通過共價鍵與一個氟原子緊密連接，通過氫鍵與另一個氟原子松散地連接。在這種排列中，共價鍵與氫鍵的區别被消除了。
另外，研究人員也利用計算機來模拟這一過程。模拟結果表明，當氟原子相互靠近，擠壓它們之間的氫原子時，氫鍵就會得到加強，最後就會像共價鍵一樣牢固。但是，如果兩個氟原子相距較遠，傳統的共價鍵和氫鍵之間的區别仍然存在。
最終，研究人員得出結論，新發現的強氫鍵不能被描述為純氫鍵，也不能被描述為純共價鍵，它是兩者的混合。強氫鍵被認為在運輸氫離子方面起着重要作用，這一過程對多種生物機制至關重要，包括為細胞提供動力，以及為燃料電池等技術提供動力。因此，更好地理解這些混合鍵可以闡明各種各樣的影響。
對化學鍵的新認識也提出了“什麼才是分子”的問題。通過共價鍵連接的原子被認為是單個分子的一部分，而那些通過氫鍵連接的原子可以認為是不同的分子。所以靠強氫鍵連接的原子它到底是一個分子還是多個分子？
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