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复旦等过渡金属高氧化价态研究获得新进展

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来源: 作者: 2019-05-16 22:47:01

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在国家自然科学基金等项目的资助下,复旦大学化学系教授周鸣飞研究组等在高氧化价态研究方面取得重要进展。相干研究论文于10月23日发表在国际刊物《自然》上。该项研究成果由复旦大学化学系的周鸣飞课题组联合德国柏林自由大学、清华大学和加拿大麦克马斯特大学等单位的科学家共同完成。

氧化价态是化学中最常使用的基本概念之一, 是门捷列夫发现元素周期律的基础。氧化价态反映了元素在化合物中的化合状态及其在化学反应过程中状态的变化情况。其高氧化价态化合物由于具有高氧化性,可用于工业反应中的氧化剂和催化剂。

从2009年开始,复旦大学的周鸣飞课题组与德国柏林自由大学的Riedel教授合作,开展了高氧化价态化合物的实验制备及其化学性质研究工作。2009年,他们通过金属铱原子和氧气份子反应的方法首次在低温稀有气体基质中制备了四氧化铱中性分子,相关成果曾发表于《德国应用化学》上。在此基础上,他们提出若进一步将中性四氧化铱份子的d电子电离生成4氧化铱正离子,则铱将有可能处于IX价态的观点。为了从实验上验证这一观点,周鸣飞课题组采用脉冲激光溅射—超声分子束载带技术在气相条件下制备了四氧化铱离子,采用课题组最近建立的串级飞行时间质谱——红外光解离光谱技术,成功取得了气相四氧化铱离子的红外振动光谱,首次证实了气相四氧化铱离子具有正四面体结构,其中的铱处于IX价态,从而在实验上肯定了IX价态化合物的存在。

这1成果对氧化价态的拓展和对高价态化合物成键特性的理解具有重要的科学意义,并为进一步宏观合成该类高氧化价态化合物及其在化学反应体系中的应用提供了基础。

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