科学家合成了能够容纳更多电子的新型有机金属三明治化合物

有机金属化合物是由金属原子和有机分子组成的分子,通常用于加速化学反应,在化学领域的发展中发挥了重要作用。

茂金属是一种有机金属化合物,以其多功能性和特殊的“三明治”结构而闻名。他们的发现对有机金属化学领域做出了重大贡献,并导致 1973 年诺贝尔化学奖授予那些发现并解释其夹层结构的科学家。

茂金属的多功能性归因于它们能够“夹住”许多不同的元素以形成各种化合物。它们可用于各种应用,包括生产聚合物、血糖仪(用于测量血液中的葡萄糖含量)、钙钛矿太阳能电池以及作为催化剂(一种在不被消耗或消耗的情况下提高化学反应速率的物质)因反应本身而改变。

冲绳科学技术学院 (OIST)科学技术组研究员 Satoshi Takebayashi 博士、OIST工程部门科学家 Hyung-Been Kang 博士以及来自德国、俄罗斯和日本的科学家,已在 OIST 成功开发出一种新型茂金属化合物。

茂金属的化学结构可以容纳各种电子数,从而可以形成最多具有 20 个电子的络合物。然而,18 电子结构最受欢迎,因为它是最稳定的版本。

“众所周知,拥有超过 18 个电子的情况很少见,因为如果偏离 18 个,茂金属的化学键就会开始伸长、断裂并改变结构。然而,我们在 19 电子茂金属中添加了两个电子,并创建了 21 电子茂金属。我认为大多数人认为这是不可能的,但我们的 21 电子茂金属在溶液和固态下都很稳定,并且可以保存很长时间,”Takebayashi 博士解释道。

借助这种新型茂金属,我们有可能创造出可用于医学、催化和能源领域的新型材料,帮助解决重要的全球问题并提高我们的生活质量。

由于茂金属的夹层结构很容易改变,因此研究中最具挑战性的部分是科学家们要证明氮已成功与钴结合而不改变夹层结构。他们必须严格证明茂金属与所有相邻的碳原子正确键合,并且氮原子与钴原子连接。为此,竹林博士组织了一支由不同专业的强大研究人员组成的团队,并明确表明所有元素都结合良好。

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