方維海

北京師范大學(xué)化學(xué)學(xué)院，北京 100875

多重鍵是一類極為重要的化學(xué)鍵，而主族元素和過渡金屬元素之間的多重鍵在無機(jī)化學(xué)、材料科學(xué)和催化科學(xué)等領(lǐng)域具有重要應(yīng)用，因而長期以來受到人們的廣泛關(guān)注。自從二十世紀(jì)中期以來，大量包含過渡金屬TM≡C和TM≡N三重鍵的化合物被合成出來，這些多重鍵化合物表現(xiàn)出了獨(dú)特的成鍵特性以及豐富多樣的反應(yīng)特性1–3。與較輕的主族元素不同，重的主族元素原子由于其ns和 np價軌道半徑差別大，比較難以形成多重鍵4。

最近，清華大學(xué)李雋教授課題組和復(fù)旦大學(xué)周鳴飛教授課題組合作，首次在氣相條件下制備和表征了具有 Fe≡A (A = As,Sb,Bi)三重鍵的配合物離子，相關(guān)結(jié)果發(fā)表在Angewandte Chemie International Edition上5，清華大學(xué)王佳琦博士和東華大學(xué)池超賢博士是論文的共同第一作者。他們利用脈沖激光濺射-超聲分子束載帶技術(shù)在氣相條件下制備了包含過渡金屬鐵和主族元素As，Sb和Bi的異核羰基配合物負(fù)離子。飛行時間質(zhì)譜探測表明，產(chǎn)物主要形成了分子式為的負(fù)離子。他們利用質(zhì)量選擇-紅外光解離光譜實(shí)驗(yàn)方法獲得了三種離子的紅外光譜。三種離子的紅外振動光譜在 CO伸縮振動頻率區(qū)域均只有兩個譜峰，表明三種離子均具有C3v對稱性，其中三個CO配體均配位在鐵原子上。

這一研究結(jié)果證實(shí)了后過渡金屬和重主族元素原子之間可以形成有效的三重鍵。這些結(jié)果與這兩個研究團(tuán)隊(duì)此前發(fā)現(xiàn)鈾-鐵三重鍵化合物一起6，豐富了重元素的成鍵方式，也為進(jìn)一步宏觀合成具有后過渡金屬-重主族元素多重鍵的化合物及其在材料、催化等領(lǐng)域的應(yīng)用提供了重要的基礎(chǔ)。