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《Science》報道我校趙莉莉教授和Gernot Frenking教授的研究成果: 18電子規則適用性的新突破
閱讀次數: 添加時間:2018/09/04 發布:管理員

 近日,我校Gernot Frenking教授課題組和復旦大學周鳴飛教授課題組合作發現主族堿金屬元素適用18電子規則。

 一般認為,過渡金屬元素遵循18電子規則,此規則也作為一個經典標準來判定過渡金屬復合物的穩定性。堿土金屬元素是經典的主族元素,往往通過ns和np價電子軌道進行化學成鍵。然而,最近復旦大學周鳴飛課題組通過實驗和譜學數據,在低溫Ne環境中發現并證明了8配位穩定的堿土金屬羰基復合物M(CO)8 (M=Ca, Sr或Ba)。我校趙莉莉教授和Frenking教授課題組對M(CO)8 (M=Ca, Sr或Ba)進行了詳細的理論研究,結果表明:AE(CO)8 (AE = Ca, Sr, Ba)化合物中AE處于0價態,滿足經典的18電子規則。其中,鈣Ca、鍶Sr和鋇Ba像過渡金屬原子一樣ag亚游娱乐官网官网,利用(n-1)d原子軌道與CO形成化學鍵,表現出過渡金屬-CO的成鍵特征。EDA-NOCV分析表明,在形成的AE-CO鍵中,最大的貢獻來自于堿土金屬AE 中d軌道上的π電子向CO配體上的反饋作用([AE(dπ)]→(CO)8 π backdonation),很好地解釋了這些化合物中C-O伸縮振動較強紅移的現象ag亚游娱乐官网官网ag亚游娱乐官网官网。由于其(n-1)d原子軌道可以參與成鍵,堿土元素的化學反應性比預想的要更加豐富多彩。此項工作將有助于未來優化設計出更多具有特殊結構特征和反應活性的堿土金屬化合物,實現主族元素的化學反應活性的新突破。

 相關研究成果以“Observation of alkaline earth complexes M(CO)8 (M = Ca, Sr, Ba) that mimic transition metals”為題發表在《Science》主刊上ag亚游娱乐官网官网。復旦大學Xuan Wu和我校趙莉莉教授為共同第一作者,復旦大學周鳴飛教授和我校Gernot Frenking教授為共同通訊作者。

 原文鏈接:http://science.sciencemag.org/content/361/6405/912 (Science, 2018, 361, 912-916)

 

 單位:化學與分子工程學院(IAS)ag亚游娱乐官网官网;審核:楊文忠

 

 附  Gernot Frenking 教授簡介

 Gernot Frenking 教授是世界著名理論與計算化學家,在計算化學和理論化學方面有著非常深厚的造詣。其研究涵蓋了化學鍵理論、理論無機化學、具有特殊化學鍵的分子結構、反應機理、催化、過渡金屬絡合物和主族元素化合物等領域。至今,已在包括Nature,Science,Nature Chemistry,Chemical Reviews, Chemical Society Reviews, JACS, Angew. Chem. Int. Ed.等國際著名期刊發表高水平論文670多篇 (H因子80),出版5本專著ag亚游娱乐官网官网,受邀參加國際會議并作講座報告320多次ag亚游娱乐官网官网。Gernot Frenking 教授現為我院名譽教授ag亚游娱乐官网官网。

 趙莉莉 教授簡介

 2012年中國科學院研究生院博士畢業,專業方向物理化學/計算化學。2012-2014年在新加坡科技局(A*STAR)高性能計算研究院(IHPC)任職科學家(Scientist I)。2014-2016年榮獲德國洪堡獎學金資助,成為洪堡學者。2016年11月11日正式入職南京工業大學先進化學制造研究院。在設計非金屬氫化催化劑、研究與環境友好相關的反應機理ag亚游娱乐官网官网、模擬具有催化活性的混合金屬氧化物材料ag亚游娱乐官网官网、探索新型成鍵方式、設計新型電子結構等領域取得了一系列突出的研究成果。迄今為止,已發表國際SCI論文40余篇,其中以第一作者、通訊作者、共同第一作者在Science、J. Am. Chem. Soc., Angew. Chem. Int. Ed., Coord. Chem. Rev., WIRE:Comput. Mol. Science Chem.-Eur. J., J. Org. Chem., Dalton Trans.等國際知名期刊上發表論文近30 篇。

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