Новости науки 13.02.01 Ароматические металлические соединения

Понятие ароматичности возникло в химии в связи с необходимостью описать ту поразительную структурную и химическую устойчивость, которая наблюдалась у целого класса циклических органических соединений. Как мы сейчас понимаем, ответственна за такую стабильность электронная структура соединения, а именно, наличие делокализованных пи-электронов.

Долгое время ароматические соединения появлялись лишь в огранической химии. В недавней работе [X.Li et al, Science, 291(2001) 859] было обнаружено, что ароматическими свойствами могут обладать и неорганические соединения, а именно, металлические кластеры. В этой работе с помощью лазерного испарения мишеней были получены биметаллические кластеры вида MAl₄^-, где в качестве металла M фигурировали Li, Na, Cu. Для выяснения структуры этих соединений вначале снимались их фотоэлектронные спектры. Было обнаружено, что несмотря на наличие разных металлов M, спектры всех соединений были очень схожи. Возникло предположение, что главная причина этого - устойчивость кластера из четырех атомов алюминия.

Для проверки этой гипотезы проводилось численное моделирование полученных соединений, а именно, искалась структура, которая воспроизводила бы полученные спектры. Расчеты показали, что наиболее устойчива пирамидальная структура таких молекул: Al₄^2- образует правильный квадрат, над которым возвышается катион M+. Характерно то, что наличие этого катиона практически не нарушали структурную целостность кольца Al₄^2-. Для окончательного выяснения роли циклического соединения Al₄^2- исследователи провели теоретическое моделирование его электронной структуры и, как и ожидалось, обнаружили два делокализованных пи-электрона. Именно они и обеспечивали подобную структурную и химическую устойчивость соединений, содержащих Al₄^2-.

Итак, учеными было доказано, что концепция ароматичности оказывается полезной и за пределами органической химии.

перейти к началу страницы