世界上首例反芳香性二元稀土成功制備

近日，中國科學院長春應用化學研究所稀土資源利用國家重點實驗室孫忠明課題組在稀土分子合金的研究中取得新進展，相關成果已經發表在《德國應用化學》和美國《化學與工程新聞》上，并以《稀土合金使芳香性理論邁上新臺階》為標題，認為該項工作成功地拓展了芳香性這個化學核心概念。研究的最大價值在于團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）金屬構成的分子合金團簇，可以任意組裝成各種物理性質和化學性質可調節的新型功能材料。在二元、三元甚至多元分子合金中，能夠穩定成鍵的團簇所包含的原子個數和稀土的配位模式應具有一定規律。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生特殊的誘導效應，導致價電子重排，形成具有獨特物理性質的化合物，利用理論化學對合成結果進行輔助分析，從而真正獲得了對稀土——主族金屬成鍵的本質特征和電子特性的認知。大部分分子合金帶有負電荷，所以極易被氧化，其合成條件將是非常苛刻的。
 
孫忠明團隊通過搭建合金前體化合物制備和稀土（過渡）金屬有機化合物制備的兩條操作技術路線，成功解決了稀土分子合金的合成技術和條件上的關鍵問題。未來團隊將繼續朝著分子合金的設計、合成及“金屬-金屬鍵”本質研究的目標前進。他們希望能夠合成出具有特殊光、電、磁和化學性質的分子合金化合物，并通過澄清其幾何結構，成功地確定出這種分子合金化合物的穩定性以及力學特性，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。