新规则预测稳定芳香性开壳层金属集群

芳香性很明显在金属集群学习使用电子在固体的jellium模型,新的研究显示。通过扩展规则,芳香的性格在平面和球面分子,科学家在西班牙已经提出类似的规则开壳层jellium集群。¹

自从休克尔(4n+ 2)规则表示平面环分子异于寻常π-type分子轨道,化学家们寻求其他电子计数方法来帮助他们预见并解释使用芳香性稳定的化学物种。这些方法包括赫希的2 (n+ 1)²规则预测球形芳香物种。像Huckel,赫希的统治需要填充外层轨道壳。还有Baird的4nπ-electron规则解释芳香行为在平面环分子外层分子轨道时,只有装电子。

先前的研究中,应用jellium模型(见框),发现金属簇与价电子的“幻数”——这也导致一个完整的外层电子壳——显示芳香稳定性。²这里,芳香性是指异于寻常电子跨集群的身体,而不是在环平面或球面。

早在2011年,Miquel苍井空赫罗纳大学的乔迪药敷巴塞罗那大学的扩展赫希的公式开壳层球形化合物。³现在,苍井空和药敷提出了等效场景适用于开壳层jellium集群。通过考虑中小型的钠和铍,他们已经表明,集群装最高占据jellium能级比那些不更稳定。这芳香性格导致更高的世界里的能量;稳定性的一个指标。

最好是有一个统一的理论,但我认为我们非常远离目标

通过扩展建立规则开壳层芳香性,苍井空和药敷能够表明一个新的一系列神奇的数字,这可能帮助研究人员合成稳定,在高自旋基态集群配置。

当你有开壳层的情况下,你有高自旋分子,而这些分子高自旋是单分子磁体的有趣,”解释了苍井空。单分子磁体磁信息保留到一定的温度也是候选人材料为高密度磁数据存储、传感器和量子计算。

“这绝对是一个不错的贡献集群科学,实际上提示问题为什么这jellium模型的扩展没有被发现和报告之前,因为它似乎是直观的,”评论斯蒂芬妮Dehnen一个集群,化学家菲利普斯马尔堡大学德国。

“然而,我挣扎在上下文中术语芳香性的金属簇化学、“Dehnen补充道。”在我看来,这个词superatom更合适,完全符合研究的结果。

苍井空希望扩展规则告知未来调查芳香性的本质:“这将是很高兴有一个统一的理论,观察影响不同情况下的不同规则的芳香性之间的联系,并试图联系他们,或试图看到它们之间是否有关系。

然而,他承认还为时过早是芳香性的谈论一个完整的理论。也许——也许有可能有一种统一的理论。但我认为目前我们非常远离这一目标。”