金属原子簇和金属金属多重键

金属原子簇和金属金属多重键第1页，共32页，2023年，2月20日，星期四一.等瓣(isolobal)相似1.等电子(isoelectronic)原理:电子数相等N2,CO,CN–,NO+

(10e)CH4,NH3,OH2,FH(8e)

NO3–,CO32–,BO33–

(24e)ClO3–,SO32–

(26e)SiO44–,PO43–,SO42–,ClO4–(32e)CO2和SiO2;“PO33–

”和SO32–

是否为等电子体?第2页，共32页，2023年，2月20日，星期四有机分子片:CH3CH2CH无机分子片:M(CO)5M(CO)4M(CO)32.等瓣(等叶片)相似R.Hoffmann,(NobelLecture,1982)“BuildingBridgesbetweenInorganicandOrganicChemistry”Angew.Chemie.Vol21,10(1982)711-724第3页，共32页，2023年，2月20日，星期四等瓣相似对称性相似的分子片形成的分子:CH3—CH3CH2=CH2CHCH(CO)5Mn—Mn(CO)5(CO)5Mn—CH3

(CO)5Mn—H(CO)5Mn—Cl(CO)4Fe=CH2(carbene)第4页，共32页，2023年，2月20日，星期四

Fe3(CO)12C3H6

Fe2(CO)8(不稳定)Fe2(CO)9(不稳定)Fe2(CO)9(稳定)第5页，共32页，2023年，2月20日，星期四

Co4(CO)12Co3(CO)9CH(carbyne)第6页，共32页，2023年，2月20日，星期四若干p区和d区的等瓣分子片第7页，共32页，2023年，2月20日，星期四第8页，共32页，2023年，2月20日，星期四等瓣相似的分子轨道示意图第9页，共32页，2023年，2月20日，星期四15e16e17e18e第10页，共32页，2023年，2月20日，星期四ParallelsbetweenSandFe(CO)4第11页，共32页，2023年，2月20日，星期四ParallelsbetweenPandCo(CO)3P4P3Co(CO)3Co4(CO)12

第12页，共32页，2023年，2月20日，星期四ParallelsbetweenClandCo(CO)4第13页，共32页，2023年，2月20日，星期四二金属原子簇HNCC(HighNuclearCarbonylCluster)

Wade规则：M(CO)3与BH（或CH）的等瓣关系，(2n+2)、(2n+4)、(2n+6)骨架电子数规则，PSEPT(多面体骨架电子数理论),(V+x-12)(9N-L)规则(nxc)规则TEC(总电子数)方法第14页，共32页，2023年，2月20日，星期四总电子计数TEC(totalelectroncount)闭式(closo)TEC=12n+2(n+1)巢式(nido)TEC=12(n-1)+2(n+1)蛛网式(arachno)TEC=12(n-2)+2(n+1)

n为母体多面体的顶点数Rh6(CO)16总电子数86符合闭式计算的n=6,金属原子数=6第15页，共32页，2023年，2月20日，星期四簇合物

总电子数TEC骨架电子对数S母体多面体顶点数n

金属原子数

结构

Rh6(CO)16Os5(CO)16Os5C(CO)15Fe4C(CO)122H3Ru4(CO)12

8672746260767766566565544闭式闭式巢式蛛网式巢式

TEC和簇合物结构的关系

第16页，共32页，2023年，2月20日，星期四结构类型主族原子簇过渡金属羰基原子簇closonidoarachnohypho4n+24n+44n+64n+814n+214n+414n+614n+8原子簇的电子计数(n为金属原子数)第17页，共32页，2023年，2月20日，星期四高价过渡金属卤化物(硫化物)原子簇M6X8或

[M6(3-X)8]Mo6Cl84+Mo6S84–Mo(II)簇电子数:4×6=24eMo—Mo间的电子数:24/12(棱)=2Mo—Mo单键(2e)~2.60Å第18页，共32页，2023年，2月20日，星期四Chevrelphase,PbM6S8第19页，共32页，2023年，2月20日，星期四

高价过渡金属卤化物原子簇M6X12

Nb6Cl122+

Nb(氧化态=14/6)簇电子数:（5–14/6)×6=16eNb—Nb间的电子数:16/12(棱)=4/3eNb—Nb键级:2/3~2.90Å第20页，共32页，2023年，2月20日，星期四三.金属-金属多重键1935年,C.BrossetK3W2Cl9中,W—W240pm(2.40Å)W单质中,W—W275pm1975年F.A.Cotton,Re2Cl82–(d4)

Re—Re224pmF.A.Cotton,“HighlightsFromRecentWorkOnMetal-MetalBonds”Inorg.Chem.39(1998)5710-5720d3第21页，共32页，2023年，2月20日，星期四多重键缩短比(多重键键长/单键键长)第22页，共32页，2023年，2月20日，星期四Re2Cl82–Cr2Ac4.2H2O

四方棱柱构形第23页，共32页，2023年，2月20日，星期四5个d轨道的形成的1个2个2个键第24页，共32页，2023年，2月20日，星期四***M2L8四方棱柱的d轨道能级图第25页，共32页，2023年，2月20日，星期四[Re2Cl8]2-+PR3242(4级键）1,2,7-Re2Cl5(PMe3)3

242*1(3.5级键）1,3,6,8-Re2Cl4(PMe3)4+Cl2242*2

(3级键）1,3,6-Re2Cl5(PMe3)3

242*1

(3.5级键）第26页，共32页，2023年，2月20日，星期四[Re2Cl8]2-+PMe3(惰性气氛，苯溶剂）1,2,5,7-Re2Cl6(PMe3)4

(+3)(+3)242

(4级键）Re—Re3.8486Å不存在金属-金属键第27页，共32页，2023年，2月20日，星期四(+3)(+4)[Re2Cl8]2-+PEt2H(HCl，苯）1,2,5,6-Re2Cl4(-PEt2)(PEt2H)4第28页，共32页，2023年，2月20日，星期四Trinuclearcomplexesdi-2-pyridylamine(dpa-)[Cr3(dpa)4Cl2]+从高度对称到非对称第29页，共32页，2023年，2月20日，星期四Cu—Cu~2.44-2.81År(Cu2+)

~0.6-0.8ÅCu—Cu间无化学键，磁性有强的温度相关性eff=~1.4BM/CuatomA.F.CottonAdv.Inorg.Chem.(1999).p.870Cu2(CH3COO)4.2H2O，是否存在Cu—Cu间的键？第30页，共32页，2023年，2月20日，星期四一维导体（分子线）Pt(CN)4n-的链状分子第31页，共32页，2023年，2月20日，星期四配合物

Pt的价态

PtPt间距/pm颜色

导电性/1.cm1

金属PtK2Pt(CN)43H2OK2Pt(CN)4Br0.33H2OK2Pt(