日本北海道大学研究团队近日宣布，他们成功发现了一种独特的化合物，其中两个碳原子通过共享一个电子形成了极其稳定的共价键，这一特殊的键被称为σ键。此项发现不仅验证了一个历经百年的理论，还将其成果刊登在了最新一期的《自然》杂志上。

共价键，作为有机化学中的基石，其形成机制通常涉及两个原子共享一对电子。然而，早在1931年，诺贝尔奖得主莱纳斯·卡尔·鲍林便提出了一个开创性的理论，即理论上存在仅由一个未成对电子构成的共价键，尽管这类单电子键在强度上可能远不及常规的双电子共价键。尽管科学家们此后确实观测到了单电子键的存在，但在碳或氢等元素之间却始终未能发现其踪迹。因此，寻找碳原子间能够形成单电子键的实例，成为了科学界长期以来的一大挑战。

对于此次研究，研究人员表示，明确碳原子间单电子σ键的特性，对于深化我们对化学键本质的理解具有举足轻重的意义，并有望为揭示化学反应的深层机理提供新的视角。在实验中，他们利用一种含有长双电子共价键的六苯乙烷衍生物与碘发生氧化反应，成功生成了这种单电子键。反应后产生的深紫色碘盐晶体，通过X射线衍射分析，揭示了碳原子之间异常接近的距离，从而证实了单电子共价键的存在。为进一步确认这一发现，研究团队还采用了拉曼光谱技术进行了验证。

此次研究不仅首次在实验上证明了碳-碳之间可以形成单电子共价键，更为探索这种罕见类型的化学键开辟了新的道路。这一成果有望推动相关领域的进一步发展，为科学界带来新的启示和突破。