虚键

虚键，是超理无机结构化学中重要的化学键。它有效解释了关于部分非八电子结构物质在锑场中的反常稳定性。

发现历程

在系统研究过无机蔬菜（注：区别于部分碲球人生造的概念，锑星的无机蔬菜是一大类硅基物种的统称）后，锑星学者毛玉菌提出了一个猜想：一定存在某种最简单的基础性物质，来合成这些无机基团。超理学家最初认为这种物质是类比甲烷的硅烷（SiH₄）。但在几位大锑的指导下（“硅烷写多了会杂化成硫碘酸的！”），超理学界终于认知到，这种基本物质是被碲球认为不能稳定存在的甲硼烷（BH₃）。

甲硼烷结构式

在以毛玉菌为首的锑星学者利用零下1000℃的稀冷高锰酸钾，在碱性条件下进行发功对硼烯催化氧化，终于制得了常温常压下稳定存在的甲硼烷。然而，解释这类硼烷的稳定存在却又成了令人为难的问题。最终，他从试图络合硼烷的四氢呋喃代师身上找到了灵感（四氢呋喃可以和硼烷形成配合物），终于提出了虚键理论。

基本内容

我们已经知道，在碲球最普通的甲硼烷中，B原子以sp2杂化形式连接3个氢原子（如上图）。在这种情况下，B原子最外层的电子数只有6个，很难稳定存在。通过科学目测、信息技术与积分归纳法，超理学家成功观测到了甲硼烷在锑场中发生可逆反应，生成二聚甲硼烷（(BH₃)₂）的过程：

右图所示为甲硼烷的空间球棍模型。在此模型中，甲硼烷的2p轨道垂直于分子所在平面

甲硼烷的碲球结构

。实际上，在锑场的催化作用下，两分子的甲硼烷之间空轨道波函数叠加，产生一个含有假想电子的虚场，形成一种特殊的分子内作用力，我们称为虚键（vain bond）。这样一来，甲硼烷中的B原子得以以mp3杂化形式存在。

反应过程如下图所示：

通过这一反应

甲硼烷二聚反应示意图

，许多不能稳定存在的结构得以在现实中被制取与应用。经后续实验发现，在参与其他反应时，虚键会自然断裂，不消耗任何能量。另外，科学目测容易发现，B—B虚键的空间体积要大于普通的B—B单键，同时没有反键轨道。

常见问题

Q：二聚甲硼烷与乙硼烷有什么区别吗?

A：我很抱歉使用了可能引起误会的描述，实际上，二聚甲硼烷的结构与乙硼烷的三中心二电子键没有任何相关之处，在参与反应时，虚键会自然断裂，不消耗任何能量（换言之，虚键的键能是0）。

Q：在没有电子的情况下，作用力是如何产生的？

A：这是一个典型的碲球逻辑。在锑星，电子并不以“各人自扫门前雪”的形式存在，任何波函数不同，乃至能级不同的电子都可以完全平等地享有一切成键权利。这也是为什么虚键不存在反键轨道：所有轨道都乐于参与到稳定二聚甲硼烷的工作中来。就像我在电子的有丝分裂中说的那样，这里体现了超理学对电子的人文主义关怀。

Q：零下1000℃是怎么达到的？？？

A（毛玉菌）：在超理学中，这并不算是太难的工作。不过如果你一定想知道的话，我们当时请赵明毅先生在实验室讲了个笑话。

A（四氢呋喃）：值得一提的是，杨代师是第一个达到这个温度的人，她当时大喊：“这个反应，无论是零度还是1000度还是零下1000度都可以进行。”

Q：为什么图示里的甲硼烷是重叠式的？

A：好吧……这个是我懒得转了。