香港大学 元素周期表,显示可能表现出亲金属性的元素
学分:香港大学 由车志明教授和李博士领导的研究小组
香港大学理学院化学系研究部的杨君解决了金属-金属闭壳相互作用领域一个长期存在的根本问题
这项工作已经发表在《美国国家科学院院刊》(PNAS)上
金属-金属闭壳相互作用,也称为亲金属性,在化学的各个领域都有巨大的影响,如超分子化学和有机金属化学
关于亲金属性的早期报道可以追溯到20世纪70年代
世界上许多著名的理论化学家在该领域做出了贡献,如罗尔德·霍夫曼(1981年诺贝尔化学奖得主)、佩卡pekka等
亲金属性在过渡金属配合物自组装过程中起着重要的作用,在有机半导体、生物传感和功能光电材料等领域有着广泛的应用
超越传统智慧 “亲金属性”一词起源于欧洲,被化学家广泛用作分子设计研究的指导原则,并使过渡金属配合物的光谱性质合理化
到目前为止,学术界对金属亲合性的普遍共识是“有吸引力的”,这被认为来自轨道杂化和/或重金属原子的相对论效应,例如金或铂(元素表中的第3行金属)
与车教授和李博士一起
杨,博士后
万庆云及其同事对配位化学家的传统智慧提出了质疑,认为金属亲电性在有机金属配合物中不是一种吸引作用,而是由于强的M-M '泡利排斥作用而在本质上是排斥的
他们对金属亲电性进行了理论和实验相结合的研究,并在具有闭壳电子构型的有机金属配合物中观察到了强的M-M’泡利排斥,这将为用廉价的富含稀土的过渡金属配合物制造新的超分子材料的可能性提供新的理论视角,例如钯或银或镍(元素表中的第1或第2行金属)
这也是对弱分子间相互作用的基本理解的重要成就
金(元素金)和银(元素银)配合物的化学结构,计算结果表明金-金泡利排斥比银-银泡利排斥更强
学分:香港大学 背景和成就 在小分子的微观世界中,有许多类型的相互作用
亲金属性描述了金属原子之间的相互作用,具有封闭壳层的电子构型
20世纪70年代初,化学家观察到一个有趣的现象,两个封闭壳层的金属原子可以形成很短的金属-金属距离
一种特殊的“引力”被认为存在于两个金属原子之间,推动两个金属原子靠近
许多理论模型被提出来解释这种附着,例如轨道杂化模型或重金属的相对论效应
然而,这些理论模型与一些实验观察有冲突,如银络合物中的银-银距离比金类似物中的金-金距离相对较短
因此,这个问题长期以来一直存在争议,并且一直困扰着无机和理论化学家
HKU大学的研究人员使用高层次的计算方法和实验技术来研究这样一个棘手的问题,并证明了由于强的M-M’泡利排斥,金属亲电性在本质上是排斥的
他们得出结论,当形成紧密的金属-金属接触时,轨道杂化和相对论效应会增强金属-金属泡利排斥
分子间分散和静电相互作用将抵消金属-金属排斥,导致短的金属-金属距离
该理论模型可以很好地解释为什么银-银距离比金-金距离短,这是由于银-银泡利排斥力较弱,这是由银配合物中较少的轨道杂化引起的
据保守估计,文献中发表了5000多篇与“吸引人的亲金属性”相关的论文
研究小组在他们最近的PNAS出版物中首次提出了“排斥性亲金属性”的说法
这项工作也得到了加州理工学院的哈里·格雷教授的认可,他在2004年获得了沃尔夫化学奖,这是该领域最光荣的奖项之一
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