Nature Commun：镧系硼簇结构实现+1价镧系金属

纳米技术

2021-11-12

镧系元素通常的氧化态为+II或者+III，少数化合物中表现为+IV或者+V氧化态，相比而言，+I氧化态的镧系元素构成的复合物非常罕见。

有鉴于此，清华大学李隽、布朗大学王来生等报道发现一类含有+I价镧系金属的硼化物，通过光电子能谱和理论计算研究镧系元素修饰的B₈簇合物LnB₈^-，其中Ln= La, Pr, Tb, Tm, Yb，这种材料中的镧系元素表现为罕见的+I氧化态。

本文要点：

（1）

在全局优化后，LnB₈^-的对称性由C_s转变为C_7v，同时氧化态从+III变为+I，这种变化现象在靠前和靠后的镧系元素都存在，得到的C_7v对称性LnB₈^-能够看作Ln(I)与双重芳香化学键η⁸-B₈^2-配位形成的。

（2）

B₇³⁻, B₈²⁻, B₉⁻ 芳香性硼簇物种，分别与典型的烃类分子C₅H₅⁻, C₆H₆, C₇H₇⁺类似，表现出非常类似的大小和电子态，因此被称为“borozenes”。Ln与不同borozenes构建化合物的过程中能够生成各种不同的氧化态，得到不同磁性。

参考文献

Li, WL., Chen, TT., Chen, WJ. et al. Monovalent lanthanide(I) in borozene complexes. Nat Commun 12, 6467 (2021).

DOI: 10.1038/s41467-021-26785-9

https://www.nature.com/articles/s41467-021-26785-9