我校青年教師關於U≡Fe三重鍵研究取得重大突破

我校青年教師池超賢博士與復旦大學周鳴飛教授課題組、清華大學李雋教授課題組合作，在錒系元素化學鍵研究方面取得了重要進展，發現金屬U和Fe可以形成U≡Fe三重鍵。相關成果發表在國際著名化學期刊Angew. Chem. Int. Ed.上。池超賢博士是該論文的第一作者。該論文的發表，標誌著我校在核化學與放射化學研究領域取得重大研究進展，填補了國內在錒系化合物譜學研究中的空白。

化學鍵是化學科學中最重要的基本概念之一。含金屬-金屬多重鍵化合物一直是實驗化學和理論化學領域的研究重點。經過多年發展，過渡金屬-過渡金屬鍵化合物的研究已經取得重要成果，然而含錒系金屬的金屬-金屬多重鍵領域則發展非常滯後。由於錒系化合物的實驗合成和表徵極端困難，在此之前，只有少數實驗合成的化合物具有弱的錒系-過渡金屬單鍵和雙鍵特性。此外，錒系金屬價層軌道的能量相近且都能夠參與化學成鍵，這使得錒系元素的成鍵情況比過渡金屬要複雜得多，同時給錒系理論化學提出巨大挑戰。

圖為：首次發現的含U≡Fe三重鍵化合物：UFe(CO)3-和OUFe(CO)3-

最近，池超賢博士和周鳴飛教授課題組使用自行研製的飛行時間質譜-紅外光解離光譜實驗裝置，製備了UFe(CO)3-和OUFe(CO)3-離子，並得到了這兩種離子的紅外振動光譜。李雋課題組通過高水平的量子化學理論研究證實了UFe(CO)3-和OUFe(CO)3-離子均存在U≡Fe三重鍵。該研究首次從實驗和理論上確認了錒系金屬和過渡金屬之間可以形成鍵能較強、結構穩定的金屬-金屬三重鍵。

這一成果對錒系元素成鍵特性的理解具有重要科學意義，也為進一步宏觀合成該類含錒系-金屬三重鍵化合物及其在小分子活化等催化反應體系中的應用提供了重要基礎。

圖為：我校自行建造的錒系元素結構化學實驗室

據了解，池超賢博士於2012年來我校工作，並在學校和化學生物與材料科學學院的支持下，主持建設了錒系元素結構化學實驗室。目前該實驗室有一套自行設計和建造的飛行時間質譜-紅外光解離光譜實驗裝置。池超賢博士研究團隊充分結合我校核特色與學科發展方向，使用該裝置研究氣相錒系元素化合物的質譜和紅外光譜，在錒系元素結構化學前沿研究領域開展具有創新性、系統性、基礎性的研究工作，極大的推動了國內錒系化合物譜學研究。 （圖/文池超賢劉雲海）

論文鏈接：http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.201703525/full

編輯：劉順祥

喜歡這篇文章嗎？立刻分享出去讓更多人知道吧！