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长春应化所稀土分子合金研究获进展 分子合金（Molecular Alloy）是指至少由两种不同的(半)金属组成的低氧化态团簇，具有明显的金属-金属键相互作用。从分子水平上研究合金化合物中最基本组元的化学问题，对深入理解不同金属原子间的相互作用、发现一些独特的化学键和新奇的物理性质具有重要的科学意义。分子合金作为一个独立的“建筑单元（Building Block）”，可用于组装具有特定功能的新材料。 1865年，凯库勒提出苯分子的环状结构，发现苯和类苯化合物有特殊性质(芳香性)。1931年，德国化学家休克尔从分子轨道理论的角度，对环状化合物的芳香性提出了重要判据：休克尔规则。1965年，美国化学家Breslow首次提出“反芳香性”这一重要概念，用于解释含有4n个π电子的环状共轭体系。在“反芳香性”化合物中，其热力学稳定性大大降低。目前能够成功分离的反芳香性物质极少。此前，具有全金属反芳香性的化合物只存在于气相中，固态化合物始终未被合成出来。 孙忠明课题组多年来立足分子合金团簇这一研究领域，以稀土配位化学为主要研究手段，围绕稀土-主族金属元素如何稳定成键这一关键科学问题开展工作，长期致力于丰富和发展“金属芳香性”和“金属反芳香性”等一系列化学基本概念；成功制备出首例具有全金属反芳香性的稀土分子合金，[LnSb12]3-（Ln=La,Y,Ho,Er,Lu）。在该团簇中，稀土离子被三个Sb4菱形环所围绕，形成了一个类似茂稀土的结构。 课题组与美国Boldyrev教授合作，从理论化学角度分析了[LnSb12]3-离子的电子结构。在该化合物中，稀土元素形式上带有三个正电荷，根据电荷平衡，每个Sb4环形式上应该携带两个负电荷，但是由于每个Sb4环需要提供2个电子去形成Sb4环与稀土离子之间的三中心两电子键，从而使该阴离子团簇稳定存在，致使Sb4环上事实上只剩余4个π电子，符合4n规则，具有反芳香性。 这项工作是该课题组“金属芳香性”研究工作的进一步延伸，此前课题组曾报道了首例全金属芳香性三明治化合物 (J. Am. Chem. Soc., 2015, 137, 10954)并被美国《化学与工程新闻》（C&EN）以All-Metal Sandwich is Now on the Manu 为题进行报道。  分享到：
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