
【化】 mixed metal cluster
mix; admix; blend; compound; incorporate; interfusion; meld
【計】 mixing
【化】 admixture; mixing
【醫】 admixture; incorporate; incorporation; M. et sig.; misce; mix; mixing
permixion
【化】 metal cluster
add up to; be equal to; close; combine; join; proper; shut; suit; whole
【醫】 con-; sym-; syn-
content; matter; substance; thing
【化】 object
【醫】 agent
混合金屬簇合物(Mixed-Metal Clusters)是一類由兩種或多種不同金屬原子通過金屬-金屬鍵或配體橋連形成的多核配合物。其結構通常包含3個及以上金屬原子,通過共享電子或配位鍵形成穩定的三維骨架。這類化合物在催化、光電材料和分子磁性領域具有重要應用,例如在均相催化反應中可同時激活多種底物。
根據《無機化學命名法》定義,混合金屬簇合物的核心特征包括:(1) 金屬原子間直接成鍵或通過橋聯配體間接連接;(2) 存在d軌道電子共享形成的離域鍵;(3) 整體呈現量子尺寸效應。典型的例子如钌-鐵簇合物[Ru_3Fe(CO)_13],其結構經X射線衍射證實為四面體排列。
國際純粹與應用化學聯合會(IUPAC)指出,這類化合物的命名需遵循特定規則:主族金屬優先列于前,過渡金屬按原子序數排列。例如Co-Mn簇合物應标注為“cobalt-manganese cluster”而非“manganese-cobalt”。其電子結構常采用Wade規則或18電子規則進行理論分析,這在《金屬有機化學基礎》中有系統闡述。
在應用層面,美國化學會志(JACS)最新研究顯示,钯-銅混合簇合物可作為高效交叉偶聯催化劑,其TOF值比單金屬催化劑提升達20倍。這種協同效應源于不同金屬的電子性質互補。英國皇家化學會《化學通訊》則報道了金-銀納米簇在生物成像中的突破性應用,其熒光量子産率可達0.78。
混合金屬簇合物是指由兩種或兩種以上不同金屬原子通過金屬-金屬(M-M)鍵直接結合形成的多核化合物,同時與配體或其他離子結合構成特定結構。這類化合物兼具不同金屬的協同效應,在催化、材料科學等領域具有重要應用價值。
組成與結構
混合金屬簇合物至少包含兩種金屬原子(如钼、鐵、钌等),通過M-M鍵形成多面體骨架結構(如八面體、立方體等),外圍通過配體(如羰基、鹵素、有機膦等)穩定整體構型。例如,固氮酶的輔基含有钼、鐵、硫的混合簇結構。
化學性質
研究進展
目前已知最大的金屬簇合物為55核(如Ru₅₅和Rh₅₅簇),而混合金屬簇合物則通過引入異質金屬進一步拓展功能。
總結來看,混合金屬簇合物通過多金屬協同作用,在結構與功能上展現出獨特優勢,是當前配位化學和材料科學的研究熱點之一。
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