我国苏州大学与清华团队成功制备稀土三重键化合物,打破传统认知


中国科学家突破稀土化学百年认知:苏州大学与清华团队成功制备稀土三重键化合物

    在稀土化学领域迎来革命性突破。苏州大学徐凡团队与清华大学李隽教授合作,在国际上首次成功制备出含稀土-氮三重键的化合物,这一成果发表在《自然-化学》期刊,标志着我国在稀土基础研究领域取得重大原创性突破。

    传统化学理论认为,由于稀土元素特殊的电子结构,其参与形成三重键的可能性极低。这一认知自稀土元素被发现百余年来始终未被打破。研究团队通过创新性设计,选用具有大位阻的配体稳定反应中间体,利用低温基体分离技术,最终成功合成出[(Nd(μ-Cl)3Nd]2(μ-η1:η1-N2)]化合物。X射线衍射等表征手段证实,该化合物中稀土钕与氮原子形成了罕见的三重键结构,键长仅为1.74埃,展现出超常的键合强度。

这一发现具有多重科学意义:

  1. 首次证实稀土元素可形成三重键,填补了元素周期表化学键类型的空白

  2. 为稀土化学开辟了全新研究方向

  3. 揭示了稀土元素在极端配位环境下的成键特性

    该研究不仅具有重要理论价值,还为开发新型稀土催化剂、设计稀土分子材料提供了全新思路。特别是在氮气活化、小分子转化等工业催化领域,这类三重键化合物可能展现出独特性能。

    中国科学院院士张洪杰评价:"这项工作突破了传统配位化学的认知边界,为稀土元素化学注入了新的活力。"美国科学院院士William Evans则认为这是"近十年来稀土化学最重要的发现之一"。

    此项研究获得国家自然科学基金重点项目支持,展现了我国在稀土基础研究领域的国际领先地位。稀土作为战略资源,其基础研究的突破将为我国在新材料、新能源等领域的创新发展提供重要科学支撑。

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