卤与氢分子具有很多共性，都以单键相连形成双原子分子，它们在高压下的行为也被认为是相似的，在最近出版的Nature Communications（Band gap closure, incommensurability and molecular dissociation of dense chlorine）上，来自北京高压科学研究中心的科学家与合作者一起报道了氯在高压下实现了金属化，在更高压力下解离成原子形式，并呈现金属态。

这一发现为理论上普遍认为的固态氢在高压下分子形式的金属化和解离后原子氢的存在提供了借鉴和实验佐证。

研究者将氯压缩至300 GPa（三百万大气压）以上，利用可见光吸收光谱观察到带隙随压力施加而逐渐减小，最终在200 GPa附近完全闭合， 这一发现被认为是氯分子金属化出现的特征。当压力进一步增加到241 GPa时，拉曼光谱上显示出所有分子振动模式的消失，意味着氯分子键的断裂—氯分子被解离成原子形式，此时仍具有金属特性，为原子态金属。

论文的第一作者Philip Dalladay-Simpson博士为北京高压科学研究中心的新聘研究员，曾是固态氢在高压下第V相的发现者，该相被认为是原子金属氢的前驱。这次氯的金属化的发现和原子形式的存在，对最终获得固态金属氢具有重要的借鉴意义。

论文的共同通讯作者同为北京高压科学研究中心的Ross Howie研究员说，“超高压技术的困难以及氯本身的毒性和化学活性使得氯的高压实验研究面临巨大的挑战，这次氯的金属化的发现对认识同族的其他元素在高压下的物理性质，以及类似的双原子分子在高压下的存在形式，乃至可能出现的超导电性都具有重要意义”。

北京高压科学中心是国际上以高压科学的关键问题为研究对象，致力于超高压下样品表征与探测和技术发展的研究单位。目前的实验发现是他们在地球深部氢与氧的循环、新矿物FeO2，氧的可变价态，高密度非晶态水，新型超导体等等之后的又一重大发现。

图解：极端压力下氯气分子（Cl2） 的解离。

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责任编辑：殷鹏飞