Exceptional uranium(VI)-nitride triple bond covalency from (15)N nuclear magnetic resonance spectroscopy and quantum chemical analysis.
Exceptional uranium(VI)-nitride triple bond covalency from (15)N nuclear magnetic resonance spectroscopy and quantum chemical analysis.
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从（15）N核磁共振光谱和量子化学分析中获得的异常铀（VI）-氮化物三键共价性。
DOI：
10.1038/s41467-021-25863-2
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发表时间：
2021-09-24
影响因子：
16.6
通讯作者：
Liddle ST
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Du J;Seed JA;Berryman VEJ;Kaltsoyannis N;Adams RW;Lee D;Liddle ST
确定早期锕系元素化学键合的性质和共价程度是一个根本性的重要挑战。最近，X-射线吸收，电子顺磁，和核磁共振光谱研究探测锕系元素配体共价，在很大程度上证实了早期的锕系元素键合的范式从离子到极化共价，与此范围坐在离子镧系元素和更共价d过渡金属类似物之间的连续体。在这里，我们报告测量的共价性的终端铀（VI）-氮化物的15 N核磁共振光谱，并发现一个特殊的氮化物化学位移和化学位移各向异性。这重新定义了15 N核磁共振光谱参数空间，并通过实验证实了先前的计算预测，即铀（VI）-氮化物三键不仅是高度共价的，而且比d过渡金属类似物更共价。这些结果使建设一般的，预测的金属配体15 N化学位移键序相关性，并重新构建我们的理解锕系元素化学键合，以指导未来的研究。确定锕系元素化学键的共价性是一个根本性的重要挑战。在这里，作者报告了一个终端铀-氮化物的15 N核磁共振光谱研究，揭示了特殊的NMR性质和共价性，重新定义了15 N NMR参数空间和锕系化学键。
Determining the nature and extent of covalency of early actinide chemical bonding is a fundamentally important challenge. Recently, X-ray absorption, electron paramagnetic, and nuclear magnetic resonance spectroscopic studies have probed actinide-ligand covalency, largely confirming the paradigm of early actinide bonding varying from ionic to polarised-covalent, with this range sitting on the continuum between ionic lanthanide and more covalent d transition metal analogues. Here, we report measurement of the covalency of a terminal uranium(VI)-nitride by 15N nuclear magnetic resonance spectroscopy, and find an exceptional nitride chemical shift and chemical shift anisotropy. This redefines the 15N nuclear magnetic resonance spectroscopy parameter space, and experimentally confirms a prior computational prediction that the uranium(VI)-nitride triple bond is not only highly covalent, but, more so than d transition metal analogues. These results enable construction of general, predictive metal-ligand 15N chemical shift-bond order correlations, and reframe our understanding of actinide chemical bonding to guide future studies. Determining the covalency of actinide chemical bonding is a fundamentally important challenge. Here, the authors report a 15N nuclear magnetic resonance spectroscopy study of a terminal uranium-nitride, revealing exceptional NMR properties and covalency that redefine 15N NMR parameter space and actinide chemical bonding.
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