D_(3h)CN_3X_3^+(X=Si,Ge,Sn,Pb):不含硼的平面六配位碳分子  

D_(3h)CN_3X_3^+(X=Si,Ge,Sn,Pb):Boron-Free Species with Planar Hexacoordinate Carbon

作　　者：韩少晋 张朝峰[1] 吴艳波[2] 

机构地区：[1]太原理工大学化学化工学院,山西太原030024 [2]山西大学分子科学研究所化学生物学与分子工程教育部重点实验室,山西太原030006

出　　处：《山西大学学报（自然科学版）》2014年第2期250-256,共7页Journal of Shanxi University(Natural Science Edition)

基　　金：国家自然科学基金(21273140;21003086;20973197);山西省青年科技研究基金(2009021016);理论与计算化学国家重点实验室开放基金(K1104)

摘　　要：平面六配位碳(phC)是碳原子的一种非经典成键方式。目前绝大部分的phC分子都是以B原子作为关键配体。文章以本课题组之前设计的不含硼phC分子D3hCN3Be+3为基础,通过"准等价"替换的方式设计了一系列不含硼的phC分子D3hCN3X+3(X=Si,Ge,Sn,Pb)。电子结构分析表明这些分子内的共价相互作用与静电相互作用都具有夹心键合的特点,这对拉近C-X的距离起到了至关重要的作用,而分子整体的芳香性对保持分子的平面性至关重要,二者的共同作用使phC在这些分子中得以稳定化。分子的电子亲和能按照从Si到Pb的顺序依次减小。这些不含硼的phC分子都有三对与单线态卡宾类似的孤对电子,这使得它们在分子催化领域具有潜在的应用价值。Planar hexacoordinate carbon （phC） is a kind of non-classical carbon bonding and most of the phC species take the boron atom as the key ligand. Our group had reported recently a boron-free phC species Dah CN3B3^＋ ,based on which we designed in this work a new series of phC species D3h CN3X＋ （X=Si,Ge,Sn, Pb） through ＂quasi-equivalent＂ substitution. Our electronic structure analysis suggested that the covalent and electrovalent bonding in these phC species both show obvious sandwich characters,which is crucial to shorten the C-X inter-atomic distances;whereas, the aromaticity of whole molecule plays the important role for maintaining the planar structure. The effect of both factors stabilizes phC in these species. When X goes from Si to Pb, the electron affinities reduce successively. All these phC species has three lone pairs similar to singlet earbene,whieh make them potentially useful in the molecular catalysis.

关 键 词：平面六配位碳 不含硼 密度泛函计算 量子化学从头算 电子结构分析 

分 类 号：O741[理学—晶体学]