網状化学のレパートリーを最小限のエッジ-トランジティブ関連ネットワークで豊かにする:ネットワークコード化されたビルディングユニットとして二重六段のリングに基づいた高度に調整された金属-有機フレームワークへのアクセス
Zhijie Chen1, Zeynabou Thiam1, Aleksander Shkurenko1
1Functional Materials Design, Discovery and Development Research Group (FMD3), Advanced Membranes and Porous Materials Center (AMPMC), Division of Physical Sciences and Engineering (PSE) , King Abdullah University of Science and Technology (KAUST) , Thuwal 23955-6900 , Kingdom of Saudi Arabia.
Journal of the American Chemical Society
|December 4, 2019
まとめ
この研究では,極度に調整された金属有機フレームワーク (MOF) を設計するための新しい方法を導入し,最小限のエッジトランジティブ関連網と12回接続された二重六段リング (d6R) のビルディングユニットを使用します. これらの網は,材料科学における潜在的な応用を持つ新しいMOFの組み立てを導く.
科学分野:
- 材料科学
- 化学について
- クリスタルグラフィー
背景:
- ミニマル・エッジ・トランジティブ・ネットは,網状化学と金属有機フレームワーク (MOF) の設計における重要な設計図である.
- 高度に調整されたMOFは高度な材料特性を提供しますが,合理的な設計は依然として困難です.
研究 の 目的:
- 系統的に高度に接続された最小限のエッジトランジティブ関連ネットワークを生成します.
- 高度に調整されたMOFの意図的な設計と組み立てのためにこれらの網を使用します.
- MOFの建設における12連結のダブル・シックスメンテッド・リング (d6R) ユニットの使用を調査する.
主な方法:
- マザーネット (トランジティブ [21] または [11]) から最小のエッジトランジティブ関連網 (トランジティブ [32]) の生成.
- ネットワークコード化されたビルユニット (net-cBU) を利用したMOFの設計.
- 12連結の稀土 (RE) の非核クラスターと有機結合器を用いたMOFの組み立て
主要な成果:
- 12回接続されたd6Rビルユニットを組み込む関連ネットワークを成功裏に生成しました.
- 選択された最小のエッジトランジティブ関連ネットワークに基づいて高度に調整されたMOFの形成が実証されました.
- afx トポロジーに基づくゼオライト型MOF (ZMOF) として kex-MOFを識別し,ZMOF構築への新しい経路を示した.
結論:
- 生成された関連ネットワークは,高度に調整された新しいMOFの設計のための強力なガイドを提供します.
- d6Rビルディングユニットとネット-cBUの使用は,複雑なMOF構造の合理的な組み立てを促進します.
- このアプローチは,ZMOFを含む先進的な材料の発見と設計のための新しい道を開きます.
関連する概念動画
Metal-Ligand Bonds
23.6K
The hemoglobin in the blood, the chlorophyll in green plants, vitamin B-12, and the catalyst used in the manufacture of polyethylene all contain coordination compounds. Ions of the metals, especially the transition metals, are likely to form complexes.
In these complexes, transition metals form coordinate covalent bonds, a kind of Lewis acid-base interaction in which both of the electrons in the bond are contributed by a donor (Lewis base) to an electron acceptor (Lewis acid). The Lewis acid in...
In these complexes, transition metals form coordinate covalent bonds, a kind of Lewis acid-base interaction in which both of the electrons in the bond are contributed by a donor (Lewis base) to an electron acceptor (Lewis acid). The Lewis acid in...
23.6K
Valence Bond Theory
10.9K
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...
10.9K
Properties of Organometallic Compounds
1.6K
Organometallic compounds are compounds that contain a carbon–metal bond. Carbon belongs to an organyl group like alkyl, aryl, allyl, or benzyl groups. The metal can be from Group I or Group II of the periodic table, a transition metal, or a semimetal.
1.6K
Coordination Number and Geometry
18.6K
For transition metal complexes, the coordination number determines the geometry around the central metal ion. Table 1 compares coordination numbers to molecular geometry. The most common structures of the complexes in coordination compounds are octahedral, tetrahedral, and square planar.
18.6K
Structural Isomerism
21.4K
Isomerism in Complexes
Isomers are different chemical species that have the same chemical formula. Structural isomerism of coordination compounds can be divided into two subcategories, the linkage isomers and coordination-sphere isomers.
Linkage isomers occur when the coordination compound contains a ligand that can bind to the transition metal center through two different atoms. For example, the CN− ligand can bind through the carbon atom or through the nitrogen atom. Similarly, SCN− can...
Isomers are different chemical species that have the same chemical formula. Structural isomerism of coordination compounds can be divided into two subcategories, the linkage isomers and coordination-sphere isomers.
Linkage isomers occur when the coordination compound contains a ligand that can bind to the transition metal center through two different atoms. For example, the CN− ligand can bind through the carbon atom or through the nitrogen atom. Similarly, SCN− can...
21.4K
Coordination Compounds and Nomenclature
25.9K
In most main group element compounds, the valence electrons of the isolated atoms combine to form chemical bonds that satisfy the octet rule. For instance, the four valence electrons of carbon overlap with electrons from four hydrogen atoms to form CH4. The one valence electron leaves sodium and adds to the seven valence electrons of chlorine to form the ionic formula unit NaCl (Figure 1a). Transition metals do not normally bond in this fashion. They primarily form coordinate covalent bonds, a...
25.9K


