最近，二维(2D)硼片(硼吩)因其与石墨烯的相似性而引起了材料科学家的极大兴趣。然而，仍然缺乏对材料如何在2D形式中稳定的理解，主要是由于硼独特的缺电子性质。

在化学中，稳定材料中的原子通常遵循八位组规则。一个碳原子通常通过与其邻居形成8个化学键来共享4个电子，特别是石墨烯中碳原子的3个σ键和1个π键。虽然硼原子只有3个价电子，但它的稳定性或具有8个电子的键合策略一直是历史上的一个长期谜团。

三中心双电子(3c-2e)键的概念使我们能够了解硼原子如何满足硼相关小分子(如乙硼烷(B2H6)，并于1976年获得诺贝尔化学奖。但是，像硼酚这样的复杂硼材料中的硼原子如何遵守八位组规则并保持稳定，仍然超出了我们的知识范围。

此外，在苯等碳材料中，键共振或芳烃可以通过将π电子从平面外离域到更大的区域来进一步稳定材料。我们能否将理论扩展到二维硼片，以解释其基于三角晶格的结构和稳定性?

来自UNIST材料科学与工程系和机械工程系的科学家与美国莱斯大学和中国南开大学的研究人员合作，提出了一种新的键合理论，该理论通过说明i)硼吩中的每个硼原子如何满足基于独特的3C-2E键的八位组规则以及ii)交替的3C-2Eσ键的共振如何进一步稳定其中的2D片来解决长期的谜团。三角形格子。

有趣的是，该理论类似于碳材料中的π共振，引入了一种新的共振形式，它允许2D平面内σ电子离域。结合面外π共振，三角形硼片实际上表现出夹层电子结构，由面内和面外离域电子组成。

基于该理论，每个人都可以绘制这些新型硼材料的键合结构，例如绘制苯分子的Kekulé结构。因此，无需进行复杂的量子计算即可轻松理解硼酚材料的稳定性和性质。

该领域的主要难题，例如六边形孔如何稳定三角形硼晶格，为什么具有1/9空穴比的中性硼吩在能量上最有利，以及底物掺杂如何影响硼吩中的空穴浓度，首次得到了很好的解释。“该理论揭示了这些扁平硼材料独特性质的起源，因此通过预测硼吩在基板上的稳定性，为硼酚的受控合成和设计提供了途径，”该研究的第一作者LuQiu博士指出。

直观地理解各种分子和材料中的键合始终是化学的核心部分。“我们的理论首次为研究扁平硼材料提供了基本和必要的元素，而无需进行任何量子计算，”该研究的通讯作者FengDing教授说，“因此，我们相信这种σ键共振理论将进一步刺激社会加速硼相关材料的设计和合成，如碳材料的芳香性理论。

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