近日，蘇州大學材料與化學化工部諶寧教授課題組與清華大學李雋教授研究團隊合作，在《自然-化學》（Nature Chemistry）雜志上發表了題為“A lanthanide–carbon triple bond stabilized within a fullerene cage”的研究論文。論文以蘇州大學第一及通訊署名單位發表，第一作者為蔣宏杰（蘇州大學，碩士研究生），趙靜（清華大學，博士），通訊作者為諶寧、李雋。
鑭系元素由于4f軌道收縮效應（即鑭系收縮現象），其形成共價多重鍵的能力受到顯著限制，其中穩定的三鍵合成長期以來被視為難以突破的科研禁區。雖然近年來科研人員已在鈰（Ce）-碳雙鍵合成方面取得進展，但需要更高程度軌道重疊的Ce≡C三鍵結構仍被學界普遍認為無法實現。
諶寧研究團隊通過創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了內嵌金屬富勒烯CeCSc2@C80，首次實現了鈰碳三鍵的穩定構筑。X射線單晶衍射分析顯示，該結構中Ce-C鍵長僅為1.969(7) 埃，這一數值不僅遠小于已報道的鈰碳雙鍵鍵長（2.385-2.441埃），而且與理論預測的三鍵鍵長（1.91 埃）高度吻合。通過可見-近紅外吸收光譜和電子順磁共振光譜的聯合表征，確認了該化合物具有閉殼層[CeCSc2]6+@[C80]6-的電子構型。紅外光譜中觀察到的Ce≡C特征振動峰與理論模擬結果一致，為三鍵的存在提供了直接證據。深入的量子化學計算分析表明，自然定域分子軌道（NLMO）分析揭示了Ce-C之間存在一個σ鍵（貢獻度28%）和兩個π鍵（貢獻度17-19%），鍵級達到1.99，遠超雙鍵體系；自然共振理論（NRT）計算也證實了三鍵結構的主導地位。
此項工作突破了對鑭系金屬成鍵能力的認知，完善了鑭系價鍵理論，拓展了新型金屬多重鍵的合成途徑，也為發展鑭系金屬新型功能材料提供了新的范式。《科技日報》在頭版以“我科研團隊成功合成稀土三重鍵化合物”為題對該工作進行了報道，人民網、央廣網等媒體進行了轉載報道。
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