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富勒烯内嵌的稀土元素铈与碳形成的三重键化合物
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我科研团队成功合成稀土三重键化合物
Ke Ji Ri Bao· 2025-06-23 23:38
稀土是重要战略资源,其化学键性质直接影响稀土化合物的特性、功能和技术应用。近日,我国科研团 队成功实现了长期以来被视作"科研禁区"的稀土三重键化合物的制备,打破了对稀土元素成键能力的传 统认知,为稀土化学键理论的发展提供了新的实验依据和理论支撑。相关研究成果已于近日发表在《自 然·化学》杂志上。 稀土元素包括钪、钇和15种镧系元素,电子结构呈现出极为复杂、特殊且多样的特点。在稀土化合物 中,化学键主要以基于静电作用的离子键形式存在,由于4f轨道的收缩效应和5d轨道的较高能量,稀土 元素形成共价键,特别是双重键和三重键的能力十分有限。也正因为这一特性,长久以来,制备出含双 重键的镧系稀土化合物已是极为罕见,制备其三重键化合物更是被认为"不可能"。 成功构建稳定的稀土三重键不仅可推动稀土元素价键理论的发展,还能为新型稀土催化剂的设计和先进 功能材料的开发提供新路径。近日,苏州大学谌宁课题组与清华大学李隽课题组合作,创新性地利用富 勒烯分子笼的空间限域和保护作用,采用改良电弧放电技术,成功制备出首个富勒烯内嵌的稀土元素铈 与碳形成的三重键化合物,实现了铈碳三重键的稳定构筑。 X射线单晶衍射分析显示,该结构中铈碳键键 ...