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铍原子如何相對穩定

圖文更新时间:2024-07-30 16:10:59

铍原子如何相對穩定（铍原子通常隻有4個相鄰原子）1

铍是一種稀有元素，主要被認為是綠寶石、海藍寶石和其他寶石的組成部分。然而，在發表在《自然通訊》上的新研究中，拜羅伊特大學的一個國際科學家團隊有一項非常不尋常的發現：在比地球大氣壓力高88萬倍的壓力下，磷酸鹽晶體中的铍原子被六個相鄰的原子包圍，而不是通常的四個。事實上，這種晶體結構早在50年前就已經在理論上得到了預測，但直到德國電子同步加速器(DESY)的高壓實驗中才首次觀測到。

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巴伐利亞地質研究所的Leonid Dubrovinsky教授和Maxim Bykov博士參與了拜羅伊特大學的研究工作，材料物理和技術工作組的Georgios Aprilis博士和Anna Pakhomova博士也參與了晶體學實驗室極端條件下的研究工作。最初，科學認為晶體中的铍原子，不可能有四個以上相鄰的原子。長期以來，這似乎與晶體化學定律不相容。但大約50年前，理論家們提出，實際上是可能的，盡管自那以後，無機化合物中一直無法得到實驗的證實。

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（圖示）高壓實驗用金剛石砧細胞中Hurlbutite晶體(中心)，這些晶體的大小各約為0.01毫米。

德國電子同步加速器(DESY)的波束線科學家、拜羅伊特大學(Bayreuth University)準備撰寫一篇關于habilitation論文的博士後研究員安娜·帕克霍莫娃(Anna Pakhomova)博士報告說：

在德國電子同步加速器(DESY)的x射線光源PETRA III上進行高壓實驗，第一次使經驗證明成為可能。研究人員檢測了磷酸鹽晶體hurlbutite的樣本，hurlbutite是一種由鈣、铍、磷和氧(CaBe2P2O8)組成的稀有礦物，自然存在于地球表面。

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（圖示）随着壓力的增加，铍從通常的四倍配位過渡到五倍配位和六倍配位

在正常環境條件下，铍原子的鄰位隻有四個氧原子。然而，在70萬倍大氣壓下，晶體結構發生了根本性的變化，铍原子獲得了第五個x相鄰原子。與此同時，88萬倍大氣壓産生了新的結構變化，産生了第六個相鄰原子。盡管目前還沒有新晶體的技術應用，但它們正在拓寬材料科學的視野。它們向我們表明，地球表面正常條件不可能産生不可撤銷的化學确定性。極端條件和罕見的現象，隻能在實驗室裡用先進的技術創造和觀察。

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