JACS：聚Bi原子簇阴离子的合成

纳米技术

2021-04-28

富Bi的聚阴离子在构建纳米含Bi材料中具有独特前景，目前针对富Bi聚阴离子的相关研究还比较少，有鉴于此，马尔堡大学Stefanie Dehnen等报道了以化学式为K₅Ga₂Bi₄的富Bi聚阴离子作为前体分子，合成新型分子[Bi@Ga₈(Bi₂)₆]^q- (q=3, 5)（1、2）、(Ga₂Bi₁₆)^4-（2）、[{Ru(cod)}₄Bi₁₈]^4-（3），这些分子中的Bi含量比目前含量最高的Bi₁₁^3-更高。其中2、3中的Bi原子数目比双主族阴离子(Ge₄Bi₁₄)^4-更高，2、3中的Bi原子的数目达到目前含Bi原子数目最高的阴离子、阳离子，[K₂Zn₂₀Bi₁₆]^6–, [(Bi₈)Ru(Bi₈)]⁶⁺, [(Bi₈)Au(Bi₈)]⁵⁺。

本文要点：

（1）

1、2分子通过含有[La(C₅Me₄H)₃]的反应物合成得到，其中[La(C₅Me₄H)₃]促进了反应的进行，同时未参与产物的晶体结构中。当反应物中含有[Ru(cod)(H₂CC(Me)CH₂)₂]，反应能够以新路线生成两个[{Ru(cod)}₂Bi₉]^2–结构以Bi-Bi键合连接的二聚体分子，该分子中含有迄今为止数目最高的Bi原子，可能导致形成更大的聚Bi阴离子结构。

（2）

作者通过质谱法对反应中生成簇合物之前的过程进行研究，通过量子化学计算对这种结构产生的原因、稳定性、键合结构进行揭示。

参考文献

Fuxing Pan, Shangxin Wei, Lukas Guggolz, Armin R. Eulenstein, Frank Tambornino, and Stefanie Dehnen*, Insights into Formation and Relationship of Multimetallic Clusters: On the Way toward Bi-Rich Nanostructures, J. Am. Chem. Soc. 2021

DOI: 10.1021/jacs.1c02653

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.1c02653