原子簇化学.PDF

30 原子簇化学 华东理工大学化学系 胡 英 30.1 引 言 原子簇化合物 （cluster compounds ）是以两个以上原子所形成的多 面体为核心，再与一组外围原子、离子或基团配位后键合而成。如果没 有外围，可简称为原子簇或团簇（cluster ）。原子簇的名称是Cotton F A 于1966 年首次提出的。1982 年，徐光宪建议将原子簇化合物定义为： “以三个或三个以上的有限原子直接键合组成多面体或缺顶多面体骨 架为特征的分子或离子。”并进一步划分了七种类型：1. 硼烷型，如 2− 、 、 等；2. 碳硼烷型，如 、 等；3. 金 B H B H B H C B H C B H 6 6 6 10 6 12 2 3 5 2 5 7 属硼烷型，如 ( ) 等；4. 金属碳硼烷型，如 − 等； B H Fe CO (B C H ) Co 4 8 3 9 2 11 2 5. 过渡金属原子簇，如 、 4+ 等；6. 主族原子簇，如 、 ( ) P Fe CO C Mo Cl 5 15 6 8 4 3− 2− 4− 3− S N 、 等；7. 纯金属原子簇，如 、 、 等。唐敖庆和 As Pb Sn Sb 4 4 7 5 9 7 李前树又加入一种，过渡金属夹心化合物，如 ( ) 等。 Fe C H 5 5 2 原子簇化学的发展大致从1950 年代开始，随着X 射线衍射技术的 发展，加速了原子簇化合物的合成、性质与结构的研究。由于它们所具 有的优良的催化性能、生物活性、光电性能和超导性质等，有很好的应 用前景，因而倍受关注。 30.2 硼烷和其他取代硼烷 硼烷的开创性工作可以追溯到 1912 年 Stock A 的合成工作。1950 年代曾考虑用硼烷作火箭燃料，更刺激了对它的研究，当时发展的用 NaBH 和 反应合成 的方法，奠定了制备各种高硼原子簇化合 BF B H 4 3 2 6 物的基础。 30-2 30 原子簇化学 在《物理化学》 10.9.1 中已介绍了硼 烷的三种类型：封闭 型 （closo ）B H 2− ， n n 巢型 （n