世界上首例反芳香性二元稀土成功制備

近日，中國科學(xué)院長春應(yīng)用化學(xué)研究所稀土資源利用國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室孫忠明課題組在稀土分子合金的研究中取得新進(jìn)展，相關(guān)成果已經(jīng)發(fā)表在《德國應(yīng)用化學(xué)》和美國《化學(xué)與工程新聞》上，并以《稀土合金使芳香性理論邁上新臺階》為標(biāo)題，認(rèn)為該項(xiàng)工作成功地拓展了芳香性這個化學(xué)核心概念。研究的最大價值在于團(tuán)隊成功制備出了世界上首例反芳香性二元稀土——主族金屬分子合金化合物。
 
利用稀土和（半）金屬構(gòu)成的分子合金團(tuán)簇，可以任意組裝成各種物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)可調(diào)節(jié)的新型功能材料。在二元、三元甚至多元分子合金中，能夠穩(wěn)定成鍵的團(tuán)簇所包含的原子個數(shù)和稀土的配位模式應(yīng)具有一定規(guī)律。考慮到稀土元素特殊而豐富的電子排布，可能對重主族金屬元素產(chǎn)生特殊的誘導(dǎo)效應(yīng)，導(dǎo)致價電子重排，形成具有獨(dú)特物理性質(zhì)的化合物，利用理論化學(xué)對合成結(jié)果進(jìn)行輔助分析，從而真正獲得了對稀土——主族金屬成鍵的本質(zhì)特征和電子特性的認(rèn)知。大部分分子合金帶有負(fù)電荷，所以極易被氧化，其合成條件將是非常苛刻的。
 
孫忠明團(tuán)隊通過搭建合金前體化合物制備和稀土（過渡）金屬有機(jī)化合物制備的兩條操作技術(shù)路線，成功解決了稀土分子合金的合成技術(shù)和條件上的關(guān)鍵問題。未來團(tuán)隊將繼續(xù)朝著分子合金的設(shè)計、合成及“金屬-金屬鍵”本質(zhì)研究的目標(biāo)前進(jìn)。他們希望能夠合成出具有特殊光、電、磁和化學(xué)性質(zhì)的分子合金化合物，并通過澄清其幾何結(jié)構(gòu)，成功地確定出這種分子合金化合物的穩(wěn)定性以及力學(xué)特性，使分子合金化合物成為有效的基本材料“建筑”的單元，從而定向組裝出具有特定組分、特定功能及特定尺寸的新型功能材料。