张乃心同学关于锕系元素内嵌的第15族Zintl离子团簇的工作被Physical Chemistry Chemical Physics接收,祝贺!
Zintl离子团簇是在其结构中仅含有主族金属或准金属的团簇,通常为第14族和第15族元素,具有作为构建纳米材料的分子模块的潜力。在这项工作中,我们采用密度泛函理论(DFT)方法系统研究了锕系内嵌的第15族Zintl离子团簇[An@Bi12]4-和[An@Sb12]4- (An = Th-U)。这些团簇具有相似的几何结构,其中[Th@Bi12]4-和[U@Bi12]4- 具有Cs对称性,而[Pa@Bi12]4-和[An@Sb12]4- 为C1结构。电荷分析表明,中心金属阳离子是金属笼的电子供体。键级、分子轨道(MO)和分子中原子的量子理论(QTAIM)等成键性质分析表明,中心锕系金属与主族金属团簇之间存在共价相互作用。热力学分析表明,[An@Sb12]4-团簇的形成能较高,这与EDA分析中[An@Sb12]4-比[An@Bi12]4-具有更强的成键相互作用一致。对于具有相同主族元素的团簇,形成能从Th到U逐渐增加,这主要由An-Bi/An-Sb键的共价相互作用决定。另外根据形成能和解离能分析,这些团簇都具有较高的稳定性。本工作为构建高稳定的Zintl离子团簇提供潜在途径。
文章信息:Naixin Zhang, Congzhi Wang*, Jianhui Lan, Qunyan Wu, Weiqun Shi*. Actinide endohedral inter-metalloid clusters of the group 15 elements. Phys. Chem. Chem. Phys. 2024, accepted.