研究人員用32個金原子合成了一個微小的結構，這個納米團簇的核心由12個金原子組成，外層由20個金原子組成。正如科學家發表在《Angewandte Chemie》上那樣，這個團簇的異常穩定性是由於其表面與氨基和膦配體的電子相互作用造成。

一些金屬原子的聚集體，稱爲團簇，越來越多地用於催化、生物科學和納米技術。自從20個金原子組成的金字塔結構被發現以來，“金籠”已經成爲一類具有不同尋常結構性質的新簇。據預測，一個由32個金原子組成的團簇應該非常穩定，並且在結構上類似於C60富勒烯。

博科園-科學科普：C60是由60個碳原子組成的空心球體，排列成5- 6元環的結構，就像傳統的足球一樣。“金富勒烯”被預測具有廣泛的潛在用途，包括作爲轉運體、分子標籤和催化劑。由李軍(音譯)和王全明(音譯)(清華大學)領導的一個團隊現在已經完成了第一個由32個金原子組成的納米團簇合成。合成過程包括直接還原含金前體。該化合物的分子式爲[Au32(Ph3P)8(dpa)6]+[SbF6 -]2(其中dpa = 2,2'-雙吡啶拉米多配體，Ph3P =三苯基膦配體)。

• 圖示由32個金原子組成的配體保護納米團簇。圖片：Wiley

該結構由12個金原子排列在一個由20個金原子組成的籠子中組成，這個籠子被稱爲au12 @ au20，由8個Ph3P和6個綁定在表面的dpa配體保護。通過分析方法和計算機計算的結合，科學家們能夠完全確定這種結構：幾何形狀、化學鍵關係和電子結構。新團簇化合物的“金核”是一箇中空二十面體(形狀爲20個三角形面)，由12個金原子組成，周圍環繞着一個由20個金原子組成的十二面體(形狀爲12個五邊形面)“殼”。

殼和核之間的鍵非常強。8個Ph3P配體與殼層的8個金原子結合，形成立方體四角。dpa配體排列使它們的中點形成八面體角。它們不是通過氨基結合，而是通過芳香環中的兩個氮原子，每個氮原子連接兩個金原子。正如量子化學研究證實的那樣，金簇的幾何結構和電子結構非常依賴於與配體相互作用。特別是dpa配體確保了金納米團簇的有效穩定。預計，在氨基配體的保護下，可以生成多種多樣的金屬納米團簇。

博科園-科學科普｜研究/來自: Wiley

參考期刊文獻:《Angewandte Chemie International Edition》

DOI: 10.1002/anie.201901478

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