物质的自发聚集主要源于引力或电磁力，后者主导了从原子分子以上直至行星尺度的物质行为。这其中五种化学键合起重要作用：金属键、共价键、离子键、范德瓦尔斯力以及氢键，它们是原子与分子凝聚成团、相互化合、进而形成我们缤纷物质世界的基础。除了氢键以外，其它的四种化学键都源于电子：电荷静态或动态分布不均衡产生的偶极子或诱导偶极子相互作用导致了范德瓦尔斯力，原子间的电子转移导致了离子键，电子在原子间的局部共享形成了共价键，而电子在所有原子间的全局共享则导致了金属键。可以说，电子像魔法胶水一样，将原子分子粘接到一起。

然而它们并没有完全涵盖电子所有可能的分布方式，最近凝聚态物理和化学的发展使人们意识到电子还有可能转移到、并局域在（晶格的）间隙位置，形成电子化合物，这一特殊现象在高压下的碱金属中很常见。Ashcroft认为这是价电子被挤压的结果，毕竟间隙位有更大的空间，可以有效降低电子的排斥势能。在此基础上，Hoffmann和Hemley认为可以将被电子占据的间隙位视作（无核心的、空的）赝原子，以此来理解局域电子更细致的量子力学行为，并发现其分布与多中心化学键很类似。但这种类似仅是表象，抑或是实质？按Ashcroft电子被挤压排斥的观点，这种类似应该是表观现象，电子并没有起“主动”键合、粘接原子的作用，对应的能量变化是电子被外加高压挤压出去的自然结果，虽然其可以“分解”为库仑静电作用与“多中心键能”之和。然而电子化合物不只在高压出现，常压下也存在电子化合物，暗示“被动挤压”的观点并非电子化合物形成机制的全部。

最近，科研人员发现这种在间隙位局域的电子还能有效地将不同种元素化合到一起，揭示了其“主动”键合的特征，因而多中心化学键应该是实在的，而非表象。研究人员将互不相溶的两种物质锂和钠放在一起，并施予高压，利用先进的量子力学模拟方法，他们发现金属锂和钠在高压下竟然相互化合形成了绝缘的电子化合物。高压下金属向非金属的转变并不罕见——虽然违反直觉——锂和钠都具有这一特性。这里有意思的是来自不同原子的电子在间隙位的局域化显示了“相互促进、合作加持”的特性，这是第一次发现这种现象，揭示了电子在局域化过程中的“主动性”，并展示了全新的物质化合方式：将电子转移至地三方（间隙位），然后局部共享化合。它是一种离子键与共价键的有机结合，但不同于通常所说的离子键共价键混合，这一新的键合方式必须通过外部的第三方代理——间隙位。这种化学键合释放的能量使得该结构在低压下具有很强的亚稳性，并导致能垒，即想要改变结构必须先打断这些局域电子形成的多中心键，也就是说，“多中心键+离子键”的键能在这儿是实在的、有物理意义的。

需要说明，这并不是第一次在二元或多元化合物或合金中发现电子化合物，锂-钠体系的特别之处在于，其中间隙位的电子局域化是导致二者相溶化合的唯一根源和驱动力，因而提供了一个干净、纯粹的物理系统来研究这一新的物质化合机制。在其它的多元电子化合物体系中，一般都存在多种物质化合的驱动力，主要以金属键或离子键为主导，间隙位电子局域化居次要位置，甚至仅为从属补充。这一新的物质化合方式的发现或许将拓展高压材料设计与合成的思路和范围。

图1 锂-钠电子化合物中的差分电荷密度、电子局域化函数和Bader电荷揭示了该结构的稳定性根源与化合机制

全文链接：Y. M. Chen, Hua Y. Geng(耿华运), X. Z. Yan, Z. W. Wang, X. R.Chen, and Q. Wu, Predicted novel insulating electride compound between alkalimetals lithium and sodium under high pressure, Chin. Phys. B 26(5), 056102 (2017).