稀土是重要戰(zhàn)略資源，其化學鍵性質直接影響稀土化合物的特性、功能和技術應用。近日，蘇州大學諶寧課題組與清華大學李雋課題組合作，成功實現(xiàn)了長期以來被視作“科研禁區(qū)”的稀土三重鍵化合物的制備，打破了對稀土元素成鍵能力的傳統(tǒng)認知。相關成果已發(fā)表在《自然·化學》上。
稀土元素包括鈧、釔和15種鑭系元素，電子結構呈現(xiàn)出極為復雜、特殊且多樣的特點。在稀土化合物中，化學鍵主要以基于靜電作用的離子鍵形式存在，由于4f軌道的收縮效應和5d軌道的較高能量，稀土元素形成共價鍵，特別是雙重鍵和三重鍵的能力十分有限。也正因為這一特性，長久以來，制備出含雙重鍵的鑭系稀土化合物已是極為罕見，制備其三重鍵化合物更是被認為“不可能”。
該研究中，研究團隊創(chuàng)新性地利用富勒烯分子籠的空間限域和保護作用，采用改良電弧放電技術，成功制備出首個富勒烯內嵌的稀土元素鈰與碳形成的三重鍵化合物，實現(xiàn)了鈰碳三重鍵的穩(wěn)定構筑。
研究人員表示，該研究不僅為稀土化學鍵的研究開拓了新方向，更對稀土化合物和新材料的制備具有重要意義。
