| 창춘응용화학연구소, 희토류분자합금 합성 | ||
|
||
 최근, 중국과학원 창춘（长春）응용화학연구소 희토자원이용국가중점실험실 쑨충밍(孙忠明) 연구팀은 최초로 “순금속 반방향족성” 희토분자합금([LnSb12]3- （Ln=La,Y,Ho,Er,Lu))을 제조하였다. 해당 클러스터에서 희토 이온은 3개의 Sb4 굴곡이 있는 능형 고리에 에워싸여 희토금속과 같은 유사한 구조를 형성하였다. 해당 성과는 “Angew. Chem. Int. Ed. 2016, DOI: 10.1002/anie.201600706”에 발표 되었다. 미국 “Chemical & Engineering News， 이하 C&EN”에서 “Cyclic antimony complexes take aromaticity to a new level”의 제목으로 해당 성과를 “The achievement continues to expand the concept of aromaticity beyond its humble beginnings 150 years ago”라고 평가하였다. 분자합금（Molecular Alloy）은 최소 2개의 서로 다른 (반)금속으로 구성된 낮은 산화 형태의 클러스터이며 뚜렷한 금속-금속결합의 상호작용을 보유하고 있다. 분자 수준에서 합금화합물 중 가장 기본적인 구성요소의 화학적 문제를 연구하는 것은 다양한 금속 원자간의 상호작용의 이해, 일부 독특한 화학결합과 신기한 물리적 특성의 발견에 있어서 중요한 과학적 의미가 있다. 분자합금은 독립적인 “빌딩블록（Building Block）” 으로서 특유한 기능을 가진 새로운 재료의 조립에 사용된다. 1865년, 케쿨레(Kekule)는 벤젠의 고리 분자 구조를 제안하였으며 벤젠과 벤젠류 화합물이 특수한 성질(방향족성)을 갖고 있음을 발견하였다. 1931년, 독일의 화학자 휘켈(Huckel)이 분자궤도이론의 관점에서 고리화합물의 방향족성에 대한 주요 판단기준-“휘켈 법칙”을 제안하였다. 1965년, 미국의 화학자 Breslow가 최초로 “반방향족성”이라는 중요한 개념을 제안하였으며 이 개념으로 4n개의 π전자를 함유한 고리모양 공액계를 해석하였다. “반방향족성” 화합물에서 열역학 안정성이 크게 낮아진다. 현재, 성공적으로 분리할 수 있는 “반방향족성” 물질은 아주 적고 순금속 “반방향족성” 화합물은 기체 상태에서만 존재하며 고체 상태의 화합물은 아직 합성하지 못하였다. 쑨충밍 연구팀은 다년간 분자합금 클러스터 영역에서 희토 배위 화학을 연구수단으로 희토-주요 그룹족 금속원소의 안정적인 결합 원인, 이 핵심적 과학 문제에 대하여 연구하였고 “금속 방향족성”과 “금속 반방향족성” 등 일련의 화학적 기본개념을 발전시켰으며 최초로 “순금속 반방향족성” 희토분자합금을 제조하였다. 연구팀은 또 미국의 Boldyrev 교수와 공동으로 이론화학 관점에서 [LnSb12]3-이온 전자구조에 대하여 해석하였다. 해당 화합물 중, 희토 원소는 형태적으로 3개의 양전하를 갖고 있으며 전하의 평형원리에 따라 매개 Sb4 고리는 형태적으로 2개 음전하를 갖고 있어야 한다. 하지만 각 Sb4 고리는 2개 전자를 제공하여 Sb4 고리와 희토 이온 사이 3중심 2전자 결합을 구성하기에 해당 음이온 클러스터를 안정하게 존재하게 하며 실제로 Sb4 고리에 4개 π전자만 남게 한다. 이는 4n 규칙에 적합하며 “반방향족성”을 갖고 있다. 이에 앞서 쑨충밍 연구팀은 첫 “순금속 방향족성” 샌드위치 화합물(J. Am. Chem. Soc., 2015, 137, 10954)을 발표하였으며 미국 C&EN 저널에 “All-Metal Sandwich is Now on the Manu”제목으로 발표하였다. 정보출처 : http://www.cas.cn/syky/201604/t20160413_4552730.shtml |
SEARCH
- 정책동향
- 이슈리포트
- 통계DB
- 통계DB