A charged diatomic triple-bonded U≡N species trapped in C(82) fullerene cages.
A charged diatomic triple-bonded U≡N species trapped in C(82) fullerene cages.
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被困在 C82 富勒烯笼中的带电双原子三键 U-N 物种
DOI：
10.1038/s41467-022-34651-5
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发表时间：
2022-11-23
影响因子：
16.6
通讯作者：
Chen, Ning
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Meng, Qingyu;Abella, Laura;Yao, Yang-Rong;Sergentu, Dumitru-Claudiu;Yang, Wei;Liu, Xinye;Zhuang, Jiaxin;Echegoyen, Luis;Autschbach, Jochen;Chen, Ning
锕系双原子分子是研究锕系多重键的理想模型，但迄今为止，大多数这类双原子分子仅在固体惰性气体基质中进行了研究。在此，我们报告了一个带电的U-富勒烯笼捕获的双原子物种和稳定的U-富勒烯配位相互作用。成功地合成并表征了两种双原子团簇富勒烯化合物UN@Cs（6）-C82和UN@C2（5）-C82。晶体学分析显示，在UN@Cs（6）-C82和UN@C2（5）-C82中，U-N键长为1.760（7）和1.760（20）π。此外，在100 K时，U-CN被固定并配位到富勒烯笼中，但在273 K时，U-CN在笼中旋转。量子化学计算显示了（UN）2+@（C82）2−的电子结构，U的形式+5氧化态（f1），并明确地证明了簇富勒烯中存在U N键。这项研究构成了一种方法，以稳定基本上重要的锕系元素多键物种。双原子锕系元素分子是研究稀有多键结构的理想模型。在这里，作者报告了亚稳态带电的U N硅藻被限制在富勒烯笼中并通过配位电子转移稳定的主客体结构。
Actinide diatomic molecules are ideal models to study elusive actinide multiple bonds, but most of these diatomic molecules have so far only been studied in solid inert gas matrices. Herein, we report a charged U≡N diatomic species captured in fullerene cages and stabilized by the U-fullerene coordination interaction. Two diatomic clusterfullerenes, viz. UN@Cs(6)-C82 and UN@C2(5)-C82, were successfully synthesized and characterized. Crystallographic analysis reveals U-N bond lengths of 1.760(7) and 1.760(20) Å in UN@Cs(6)-C82 and UN@C2(5)-C82. Moreover, U≡N was found to be immobilized and coordinated to the fullerene cages at 100 K but it rotates inside the cage at 273 K. Quantum-chemical calculations show a (UN)2+@(C82)2− electronic structure with formal +5 oxidation state (f1) of U and unambiguously demonstrate the presence of a U≡N bond in the clusterfullerenes. This study constitutes an approach to stabilize fundamentally important actinide multiply bonded species. Diatomic actinide molecules are ideal models for studying rare multiple-bond motifs. Here, the authors report host-guest structures of metastable charged U≡N diatoms confined in fullerene cages and stabilized by coordinative electron transfer.
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影响因子：
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作者：
Cai W;Morales-Martínez R;Zhang X;Najera D;Romero EL;Metta-Magaña A;Rodríguez-Fortea A;Fortier S;Chen N;Poblet JM;Echegoyen L
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