来自布拉格有机化学与生物化学研究所、捷克科学院物理研究所及Palacký奥洛穆茨大学的研究团队，再次成功揭示了分子与原子世界的奥秘。
他们通过实验验证了几十年前提出的理论，该理论认为芳香分子中的电子密度分布是不均匀的。这一现象显著影响了分子的物理化学特性及其相互作用。这项研究拓展了新型纳米材料设计的可能性，并成为《自然通讯》上发表的一篇论文的主题。
在之前发表于《科学》杂志的研究中，同一团队描述了原子中电子的不均匀分布，称之为σ-空穴。
现在，研究人员已证实了所谓的π孔的存在。在芳烃中，我们在碳原子平面上下的电子云中发现了电子。如果用电负性更强的原子或能吸引电子的原子团替代周围的氢，原本带负电的电子云将转变为带正电的电子空穴。
科学家们采用了先进的扫描电子显微镜技术，并进一步提升了其能力。该技术在亚原子分辨率下工作，不仅可以成像分子中的原子，还能成像原子的电子壳层结构。
研究团队成员之一、Palacký奥洛穆茨大学捷克先进技术研究所(CATRIN)的布鲁诺·德·拉·托尔(Bruno de la Torre)指出，这项实验的成功主要归功于其机构的优良设施和优秀博士生的参与。
Bruno de la Torre表示：“由于我们之前在开尔文探针力显微镜(KPFM)技术上的经验，我们得以改进测量并获得非常完整的数据集，这些数据不仅加深了我们对分子中电荷分布的理解，也帮助我们更好地理解该技术所能观察到的结果。”
现代力显微镜长期以来一直是物理研究所研究人员的研究重点。他们在分子结构研究中充分利用了前所未有的空间分辨率。不久前，他们证实了卤素原子周围电子密度的不均匀分布，即所谓的σ空穴。
这一成就于2021年发表在《科学》杂志上。捷克科学院(IOCB布拉格)有机化学与生物化学研究所的Pavel Hobza教授是当今被引用最多的捷克科学家之一，他为前一项研究和当前研究做出了重要贡献。
π-空穴的存在，以及之前σ-空穴的发现，充分证明了量子化学理论的有效性，几十年来，量子化学理论一直在解释这两种现象。这表明，即使在没有实验可用的情况下，它们也是可靠的，”Pavel Hobza说。
捷克科学家在亚原子和亚分子水平上的研究成果可与宇宙黑洞的发现相提并论。在它们的存在被实验证实之前，这些现象已被理论化了数十年。
更好地理解电子电荷的分布将帮助科学界首先理解许多化学和生物过程。在实践层面上，这将转化为构建新型超分子的能力，并进一步推动具有改进性能的先进纳米材料的开发。
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希望本篇文章《科学家重申数十年前关于芳香分子电子密度分布不均匀的理论》能对你有所帮助！
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