Zintl杂化团簇-合成、结构与反应性

This research project - Zintl hybrid cluster deals with the frantier inetrdiscipline of cluster chemistry: Zintl—metal carbonyl/organometallic hybrid cluster and Zintl nanocluster hybrid. The research project is promoted from the recent breakthrough achievements: the first Zintl hybrid cluster incorporating both Zintl cluster and metal carbonyl cluster and the controllable preparation of Zintl nanocluster hybrid. Novel prototypes of Zintl—metal carbonyl/organometallic hybrid cluster and Zintl hybrid nanoclusters are expectedly prepared from hybrid reactions between Zintl anions and metal carbonyl clusters/multiply-bonded organometallic complexes, as well as cluster-template-directed nano-construction of Zintl anions. We are armed at understanding the rules governing their synthesis, structure, reactivity, and chemical bonding, and hence establishing and developing new chemistry of Zintl hybrid cluster.

本项目Zintl杂化团簇主要研究团簇化学的前沿交叉学科：Zintl—金属羰基/有机杂化团簇及Zintl纳米杂化团簇。本项目以最近突破性进展：首例融合Zintl团簇和金属羰基原子簇结构特征的Zintl杂化团簇及新颖Zintl纳米杂化团簇可控制备为契机，通过Zintl离子与各种金属羰基簇(化)合物及与多重键金属有机化合物的杂化反应，以各种团簇模板诱导的Zintl离子定向纳米组装，合成新型的Zintl—金属羰基/有机杂化团簇及Zintl纳米杂化团簇。探索这些新型杂化团簇的合成/结构规律，反应性及成键规则, 建立和发展Zintl杂化团簇化学。

Zintl离子是指由较重IV/V主族元素构筑的一类非常规的无配体的裸露团簇。这类非常规裸露阴离子团簇由于奇特多变的团簇结构，新颖的化学成键，丰富的反应性及在材料科学中的重要应用而受到日益广泛的关注，并逐渐成为人们当前探索未知结构和化学键，发展新的前沿交叉学科，制备先进材料的前沿科学领域之一。近年来Zintl化学的发展有两个重要阶段。首先是穴醚等抗衡鳌合离子的发现成功实现各种Zintl离子的结晶和结构表征. 其次是1999年Zintl离子氧化偶合的发现, 开启了对Zintl离子反应性的研究。Zintl离子与金属化合物的协同自组装主要使用零价金属羰基化合物，但由于Zintl阴离子的高负电荷,导致含多种Zintl阴离子的杂化团簇的结晶/结构表征成为一个长期挑战性课题。我们首次巧妙通过一价金属羰基阳离子啐片(+M-CO)的电荷平衡，有效降低了杂化团簇负电荷,合成并结构表征了系列含多种不同Zintl离子的新型杂化团簇，开拓了Zintl杂化团簇合成化学的新思路。并发现了新的生长点和突破口。特别是Zintl离子与金属羰基簇的协同自组装揭示了一个新的交叉领域： Zintl-金属羰基簇杂化团簇。大量结构多变的金属羰基簇合物与Zintl离子自组装将产生其丰富的合成与结构化学。在较高影响力国际SCI杂志（中科院二区以上）发表了11篇论文，培养了四名博士学位和两名硕士学位毕业生。