世界上首例反芳香性二元稀土成功制备

近日，中国科学院长春应用化学研究所稀土资源利用国家重点实验室孙忠明课题组在稀土分子合金的研究中取得新进展，相关成果已经发表在《德国应用化学》和美国《化学与工程新闻》上，并以《稀土合金使芳香性理论迈上新台阶》为标题，认为该项工作成功地拓展了芳香性这个化学核心概念。研究的最大价值在于团队成功制备出了世界上首例反芳香性二元稀土——主族金属分子合金化合物。
 
利用稀土和（半）金属构成的分子合金团簇，可以任意组装成各种物理性质和化学性质可调节的新型功能材料。在二元、三元甚至多元分子合金中，能够稳定成键的团簇所包含的原子个数和稀土的配位模式应具有一定规律。考虑到稀土元素特殊而丰富的电子排布，可能对重主族金属元素产生特殊的诱导效应，导致价电子重排，形成具有独特物理性质的化合物，利用理论化学对合成结果进行辅助分析，从而真正获得了对稀土——主族金属成键的本质特征和电子特性的认知。大部分分子合金带有负电荷，所以极易被氧化，其合成条件将是非常苛刻的。
 
孙忠明团队通过搭建合金前体化合物制备和稀土（过渡）金属有机化合物制备的两条操作技术路线，成功解决了稀土分子合金的合成技术和条件上的关键问题。未来团队将继续朝着分子合金的设计、合成及“金属-金属键”本质研究的目标前进。他们希望能够合成出具有特殊光、电、磁和化学性质的分子合金化合物，并通过澄清其几何结构，成功地确定出这种分子合金化合物的稳定性以及力学特性，使分子合金化合物成为有效的基本材料“建筑”的单元，从而定向组装出具有特定组分、特定功能及特定尺寸的新型功能材料。