研究人員用32個金原子合成了一個微小的結(jié)構(gòu)，這個納米團(tuán)簇的核心由12個金原子組成，外層由20個金原子組成。正如科學(xué)家發(fā)表在《Angewandte Chemie》上那樣，這個團(tuán)簇的異常穩(wěn)定性是由于其表面與氨基和膦配體的電子相互作用造成。

一些金屬原子的聚集體，稱為團(tuán)簇，越來越多地用于催化、生物科學(xué)和納米技術(shù)。自從20個金原子組成的金字塔結(jié)構(gòu)被發(fā)現(xiàn)以來，“金籠”已經(jīng)成為一類具有不同尋常結(jié)構(gòu)性質(zhì)的新簇。據(jù)預(yù)測，一個由32個金原子組成的團(tuán)簇應(yīng)該非常穩(wěn)定，并且在結(jié)構(gòu)上類似于C60富勒烯。

博科園-科學(xué)科普：C60是由60個碳原子組成的空心球體，排列成5- 6元環(huán)的結(jié)構(gòu)，就像傳統(tǒng)的足球一樣?！敖鸶焕障北活A(yù)測具有廣泛的潛在用途，包括作為轉(zhuǎn)運(yùn)體、分子標(biāo)簽和催化劑。由李軍(音譯)和王全明(音譯)(清華大學(xué))領(lǐng)導(dǎo)的一個團(tuán)隊(duì)現(xiàn)在已經(jīng)完成了第一個由32個金原子組成的納米團(tuán)簇合成。合成過程包括直接還原含金前體。該化合物的分子式為[Au32(Ph3P)8(dpa)6]+[SbF6 -]2(其中dpa = 2,2'-雙吡啶拉米多配體，Ph3P =三苯基膦配體)。

該結(jié)構(gòu)由12個金原子排列在一個由20個金原子組成的籠子中組成，這個籠子被稱為au12 @ au20，由8個Ph3P和6個綁定在表面的dpa配體保護(hù)。通過分析方法和計算機(jī)計算的結(jié)合，科學(xué)家們能夠完全確定這種結(jié)構(gòu)：幾何形狀、化學(xué)鍵關(guān)系和電子結(jié)構(gòu)。新團(tuán)簇化合物的“金核”是一個中空二十面體(形狀為20個三角形面)，由12個金原子組成，周圍環(huán)繞著一個由20個金原子組成的十二面體(形狀為12個五邊形面)“殼”。

殼和核之間的鍵非常強(qiáng)。8個Ph3P配體與殼層的8個金原子結(jié)合，形成立方體四角。dpa配體排列使它們的中點(diǎn)形成八面體角。它們不是通過氨基結(jié)合，而是通過芳香環(huán)中的兩個氮原子，每個氮原子連接兩個金原子。正如量子化學(xué)研究證實(shí)的那樣，金簇的幾何結(jié)構(gòu)和電子結(jié)構(gòu)非常依賴于與配體相互作用。特別是dpa配體確保了金納米團(tuán)簇的有效穩(wěn)定。預(yù)計，在氨基配體的保護(hù)下，可以生成多種多樣的金屬納米團(tuán)簇。

博科園-科學(xué)科普｜研究/來自:?Wiley

參考期刊文獻(xiàn):《Angewandte Chemie International Edition》

DOI: 10.1002/anie.201901478

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