58電子の金ナノクラスターの構造の調整: Au103S2(S-Nap) 41とその影響
Tatsuya Higaki1, Chong Liu2, Meng Zhou1
1Department of Chemistry, Carnegie Mellon University , Pittsburgh, Pennsylvania 15213, United States.
Journal of the American Chemical Society
|June 30, 2017
まとめ
金ナノクラスター Au103S2 (S-Nap) 41を合成し 独特の構造とリガンド効果を明らかにしました この研究は,表面リガンドがコア構造とは独立して金ナノクラスターの性質をどのように変更するかを強調しています.
科学分野:
- 無機化学
- 材料科学
- ナノテクノロジー
背景:
- 黄金のナノクラスターは,コア構造と表面リガンドによって支配されるユニークな電子と光学特性を示します.
- ゴールド・コアと表面リガンドの相互作用を理解することは,ナノクラスタを設計する上で極めて重要です.
研究 の 目的:
- 新しい金ナノクラスタ Au103S2 ((S-Nap) 41の合成と特徴付け,その結晶構造と電子特性に焦点を当てた.
- ナノクラスターの表面構造と全体的な性質に影響を与える大規模なナフタレンベースのチオラートリガンドの役割を調査する.
- ナノクラスターの核と表面リガンドが,その電子的および光学的特徴にそれぞれ寄与することを明らかにする.
主な方法:
- ゴールドナノクラスターの合成
- 単一結晶のX線微分法で構造を決定する.
- 興奮状態のダイナミクスを分析するための一時的吸収スペクトロスコーピー.
主要な成果:
- Au103S2 ((S-Nap) 41の結晶構造が決定され,マークスのデカエドールAu79の核と表面のテトラメリックチオラート配列が特徴でした.
- チオラートリガンドは,C-H··πとπ··πの積み重ねによって局所的なテトラーマーを形成し,クラスタリングヘーリングボーンパターンとジグザグ結晶構造につながった.
- Au103とAu102のナノクラスターは,類似したHOMO-LUMOギャップエネルギーを示し,カーネルの優位性を示唆したが,異なる興奮状態の寿命を示し,電子ダイナミクスに対するリガンドの影響を示した.
結論:
- デカエドルの核構造は頑丈で,リガンドのサイズに左右されない.
- 表面リガンドは,ナノクラスターの表面構造と電子ダイナミクスを,保存されたカーネルにもかかわらず,著しく影響する.
- この研究は,58電子の金ナノクラスターの電子的および光学的性質を決定する際のカーネルと表面リガンドの役割を区別する.
関連する概念動画
Electron Configuration of Multielectron Atoms
57.4K
The alkali metal sodium (atomic number 11) has one more electron than the neon atom. This electron must go into the lowest-energy subshell available, the 3s orbital, giving a 1s22s22p63s1 configuration. The electrons occupying the outermost shell orbital(s) (highest value of n) are called valence electrons, and those occupying the inner shell orbitals are called core electrons. Since the core electron shells correspond to noble gas electron configurations, we can abbreviate electron...
57.4K
Ionic Crystal Structures
18.0K
Ionic crystals consist of two or more different kinds of ions that usually have different sizes. The packing of these ions into a crystal structure is more complex than the packing of metal atoms that are the same size.
Most monatomic ions behave as charged spheres, and their attraction for ions of opposite charge is the same in every direction. Consequently, stable structures for ionic compounds result (1) when ions of one charge are surrounded by as many ions as possible of the opposite...
Most monatomic ions behave as charged spheres, and their attraction for ions of opposite charge is the same in every direction. Consequently, stable structures for ionic compounds result (1) when ions of one charge are surrounded by as many ions as possible of the opposite...
18.0K
Metallic Solids
16.4K
Metallic solids such as crystals of copper, aluminum, and iron are formed by metal atoms. The structure of metallic crystals is often described as a uniform distribution of atomic nuclei within a “sea” of delocalized electrons. The atoms within such a metallic solid are held together by a unique force known as metallic bonding that gives rise to many useful and varied bulk properties.
All metallic solids exhibit high thermal and electrical conductivity, metallic luster, and...
All metallic solids exhibit high thermal and electrical conductivity, metallic luster, and...
16.4K
Valence Bond Theory
8.9K
Coordination compounds and complexes exhibit different colors, geometries, and magnetic behavior, depending on the metal atom/ion and ligands from which they are composed. In an attempt to explain the bonding and structure of coordination complexes, Linus Pauling proposed the valence bond theory, or VBT, using the concepts of hybridization and the overlapping of the atomic orbitals. According to VBT, the central metal atom or ion (Lewis acid) hybridizes to provide empty orbitals of suitable...
8.9K
Electron Configurations
20.3K
Electron configurations and orbital diagrams can be determined by applying the Aufbau principle (each added electron occupies the subshell of lowest energy available), Pauli exclusion principle (no two electrons can have the same set of four quantum numbers), and Hund’s rule of maximum multiplicity (whenever possible, electrons retain unpaired spins in degenerate orbitals).
The relative energies of the subshells determine the order in which atomic orbitals are filled (1s, 2s, 2p, 3s, 3p,...
The relative energies of the subshells determine the order in which atomic orbitals are filled (1s, 2s, 2p, 3s, 3p,...
20.3K


