探测兰化物与碳之间的化学键:CeC,PrC,NdC,LuC和TmC
Dakota M Merriles1, Anthony London1, Erick Tieu1
1Department of Chemistry, University of Utah, Salt Lake City, Utah 84112, United States.
Inorganic chemistry
|June 7, 2023
概括
这项研究精确地测量了使用共振双光子电离的兰坦化碳键的键解离能. 这些能量的变化是由分离离子极限的原子推进能量解释的,而不仅仅是4f电子差异.
科学领域:
- 物理化学 物理化学
- 原子和分子物理 原子和分子物理
- 量子化学 是一个量子化学.
背景情况:
- 兰化物-碳键在各种化学应用中至关重要.
- 了解它们的键解离能 (BDE) 是预测分子稳定性和反应性的关键.
- 以前的研究表明,这些分子的BDE具有变异性,但潜在的原因需要进一步阐明.
研究的目的:
- 精确测量CeC,PrC,NdC,LuC和TmC2的兰坦化碳键的键解离能 (BDE).
- 通过量子化学计算,研究这些分子的电子结构.
- 解释BDE观察到的变化,特别是具有相似电子配置的分子的广泛范围.
主要方法:
- 使用共振双光子电离实验,以高精度确定BDE.
- 量子化学计算,包括自然键轨道分析,用于研究电子结构.
- 测量了LuC的离子电离能.
主要成果:
- 精确的BDE得到了:D0 ((CeC) = 4.893 ((3) eV,D0 ((PrC) = 4.052 ((3) eV,D0 ((NdC) = 3.596 ((3) eV,D0 ((LuC) = 3.685 ((4) eV,以及D0 ((Tm-C2) = 4.797 ((6) eV.
- 对于LaC,CeC,PrC和NdC,尽管债券订单和长度相似,但在BDE中观察到1.30 eV的广泛范围.
- 天然键轨道分析显示,恒定的金属电荷为+1和碳电荷为-1;糖尿病BDE显示的降低范围为0.32 eV.
结论:
- 测量BDE的显著变化归因于在离离离离子极限的原子推进能量的差异.
- 4f电子数主要影响原子推进能,而不是直接影响键的顺序或长度.
- 由于有限的5d参与等值分子轨道,TmC2的BDE较低.
