有史以来最重的芳香环:铋三角簇挑战经典芳香性理论

芳香性是化学领域最核心的概念之一——电子沿环状结构持续循环,赋予分子特殊的稳定性。苯是这一概念最经典的代言人。然而,一项刊载于《自然化学》的最新研究表明,这一规律在极重元素中同样成立,而且展现出与轻元素截然不同的微妙机制。由英国曼彻斯特大学无机化学家 Stephen Liddle 领导的研究团队,成功合成并稳定了一种由三个铋原子(Bi)构成的三角形环状分子,并在实验和计算层面证实了其芳香性行为。这是迄今已知最重的全金属芳香环体系(Nature Chemistry, 2026, DOI: 10.1038/s41557-026-02123-8)。该研究由 C&EN 特约记者 Anirban Mukhopadhyay 于2026年4月24日报道。铋:不愿形成简单环的"顽固"重金属铋(Bi,原子序数83)是元素周期表中最重的稳定非放射性金属之一,位于第六周期。对于铋来说,形成简单的三原子环极为困难——铋原子天生倾向于聚集成更大的......阅读全文

有史以来最重的芳香环:铋三角簇挑战经典芳香性理论

芳香性是化学领域最核心的概念之一——电子沿环状结构持续循环,赋予分子特殊的稳定性。苯是这一概念最经典的代言人。然而,一项刊载于《自然化学》的最新研究表明,这一规律在极重元素中同样成立,而且展现出与轻元素截然不同的微妙机制。由英国曼彻斯特大学无机化学家 Stephen Liddle 领导的研究团队,成

长春应化所成功制备首例全金属三明治化合物

  “三明治化合物”是指由金属原子和两个环多烯形成的“夹心式”化合物。环多烯含离域π键,能作为π电子给予体与金属原子形成配位化合物。二茂铁是1950年代合成的首例具有芳香族性质的有机过渡金属夹心化合物,它的发现展开了环戊二烯基与过渡金属的众多π配合物的化学,也为有机金属化学掀开新的帷幕,该系列化合物

长春应化所稀土分子合金研究获进展

  近日,中国科学院长春应用化学研究所稀土资源利用国家重点实验室孙忠明课题组在稀土分子合金的研究中取得新进展,相关成果发表在《德国应用化学》(Angew. Chem. Int. Ed. 2016, DOI: 10.1002/anie.201600706)上。 美国《化学与工程新闻》(Chemical

【光明日报】世界首例全金属三明治化合物合成

  9月15日上午,山西大学分子科学研究所教授翟华金兴奋地告诉记者,在他与中国科学院长春应用化学研究所研究员孙忠明的密切合作下,世界首例全金属三明治化合物——全金属芳香性三明治化合物被成功合成与表征。该研究成果已在国际权威期刊《美国化学会志》发表。  提起三明治,人们总能跟美味联想在一起。而在化学领

我所验证三环金属杂螺芳香化合物的芳香性

原文地址:http://www.dicp.cas.cn/xwdt/kyjz/202103/t20210331_5987166.html  近日,我所生物无机催化研究组(507组)叶生发研究员团队与北京大学席振峰院士、张文雄教授研究团队合作,成功制备了新型金属杂螺芳香化合物,并对其电子结构进行了深入研

我化学家合成立方芳香性簇合物

  近日,南开大学化学学院赵斌教授课题组和清华大学化学系李隽教授课题组,在有关“立方芳香性金属簇合物”研究方面取得重大突破。赵斌教授课题组合成出具有高的热稳定性和溶剂稳定性的八核Zn(I)立方结构簇合物。李隽教授课题组提出“立方芳香性”的概念和6n+2电子计数规则用于解释八核Zn(I)立方结构的特殊

科研人员在构筑新型硅硼四元环2π芳香体系取得进展

原文地址:http://news.sciencenet.cn/htmlnews/2023/12/515169.shtm西安交大化学学院苏博超课题组成功合成出了一类具有2π芳香性的硅硼四元环体系,并对其光物理性质及氧化还原反应进行了详细探索。此项研究内容为主族杂原子参与构筑新颖芳香体系提供了一种新思路

大连化物所三环金属杂螺芳香化合物的芳香性研究新进展

  近日,中国科学院大连化学物理研究所生物无机催化研究组研究员叶生发团队与北京大学博雅讲席教授、中科院院士席振峰,北京大学教授张文雄研究团队合作,成功制备出新型金属杂螺芳香化合物,并对其电子结构开展了深入研究。  螺芳香性最早是用于描述具有跨环超共轭作用的有机螺环化合物,其中作为螺原子的sp3碳原子

大连化物所验证镍杂二茂铁芳香性来源的电子反馈

  近日,中国科学院大连化学物理研究所催化基础国家重点实验室生物无机催化研究组研究员叶生发团队与北京大学教授席振峰和张文雄研究团队、中科院上海有机化学研究所研究员邓亮合作,成功制备了镍杂二茂铁,并通过单晶X射线衍射与多种光谱学方法,以及理论计算对其进行详细表征。研究表明,与二茂铁和主族金属杂二茂铁不

哪些物质具有芳香性?

现代芳香族是指碳氢化合物分子中至少含有一个带离域键的苯环,具有与开链化合物或脂环烃不同的独特性质(称芳香性,aromaticity)的一类有化合物。如苯、萘、蒽、菲及其衍生物。苯是最简单、最典型的代表。它们容易发生亲电取代反应、对热比较稳定,主要来自石油和煤焦油。有些分子中虽然不含苯环但也具有与苯相

哪些物质具有芳香性?

现代芳香族是指碳氢化合物分子中至少含有一个带离域键的苯环,具有与开链化合物或脂环烃不同的独特性质(称芳香性,aromaticity)的一类有化合物。如苯、萘、蒽、菲及其衍生物。苯是最简单、最典型的代表。它们容易发生亲电取代反应、对热比较稳定,主要来自石油和煤焦油。有些分子中虽然不含苯环但也具有与苯相

我国在芳香性金属五元环的合成与成键研究方面取得进展

  图 新型含金属五元环簇合物的结构及成键特性  在国家自然科学基金项目(批准号:22425107、92461303、22371140、92161102、22402108、223B2110、22373050)等资助下,南开大学孙忠明团队在主族金属团簇的合成及成键研究方面取得系列进展。他们通过探索Cr

什么是物质的芳香性?

芳香性是指在化学性质上表现为易进行亲电取代反应,不易进行加成反应和氧化反应。芳香性的特征是环状闭合共轭体系,π电子高度离域,具有离域能,体系能量低,较稳定。苯是芳香族化合物的代表。它的环状共轭体系导致它有较大的稳定性。芳香性(aromaticity)的涵义也就是由于环状共轭体系而具有的特殊稳定性。物

无氟离子液体中芳香性

  无氟离子液体中芳香性对阴阳离子相互作用和离子迁移率的影响  离子液体(ILs),特别是室温离子液体(RTILs),由于其特殊的物理和电化学性能,如:可忽略的蒸汽压、不易燃性、宽液相温度范围、高热稳定性、高溶剂化行为、高离子导电性和宽电化学稳定窗口,在电化学领域得到了广泛的研究。由双(三氟甲基磺酰

物质是否具有芳香性的判断依据是什么?

是否具有芳香性的化合物一定要含有苯环?德国化学家休克尔而从分子轨道理论的角度,对环状化合物的芳香性提出了如下的规则,即休克尔规则:一个单环化合物只要具有平面离域体系,它的π 电子数为4n+2(n=1,2,3,…整数),就有芳香性(当 n>7 时,有例外)。或者说单环、平面、闭合兀体系、具有4n+2个

芳香族化合物的芳香性的介绍

  (1)具有平面或接近平面的环状结构;  (2)键长趋于平均化;  (3)具有较高的C/H比值;  (4)芳香化合物的芳环一般都难以氧化、加成,而易于发生亲电取代;  (5)具有一些特殊的光谱特征,如芳环环外氢的化学位移处于核磁共振光谱图的低场,而环内氢处于高场。大多数芳香化合物都含有一个或多个芳

中科院揭示:非平面金属杂芳香性来源是由于σ型交盖

  近日,我所催化基础国家重点实验室叶生发研究员团队与北京大学席振峰教授和张文雄教授研究团队合作,成功揭示了非平面丁二烯基双铁化合物的芳香性来源于两个铁中心的3dxz与丁二烯π之间d-p轨道的σ型重叠。  芳香性是化学的基本概念之一。在大多数芳香化合物中,其共轭环一般是通过轨道之间肩并肩的π型交盖实

《CEN》杂志揭晓2019年度七大明星分子-哪些你认识?

  美国化学会(ACS)旗下的《化学与工程新闻(C&EN)》杂志每年都会遴选出一年间发表在各大期刊上备受瞩目的新分子。最近,7个分子登上2019年度《C&EN》明星分子榜单(C&EN’s molecules of the year for 2019)。下面就来为大家简单介绍一下这7个分子的奇特结构与

我科学家成功合成扩环卟啉家族新化合物

  扩环卟啉,一类结构多变、性能各异的有机大环分子家族,在催化剂、主体客体化学、非线性光学材料、核磁成像造影剂、光动力疗法光敏剂、芳香性模型等领域有广泛应用。其中,有一个叫Smaragdyrin的成员,尽管早在上世纪60年代就被美国有机化学家、诺贝尔化学奖得主伍德沃德预测了它的存在,却历经五十多年、

芳香过渡态理论

与基态分子一样,周环反应的过渡态也可分为芳香性的和反芳香性的。芳香性的过渡态具有较低的活化能,若反应能够形成芳香性过渡态,则反应是允许的。反芳香性过渡态具有较高的活化能,若反应形成反芳香性过渡态,反应将是不利的或禁阻的。当了解了相互作用轨道的排列方式及其所涉及的电子数后,在判断相应的过渡态是芳香性的

天津大学孙哲JACS:多重几何/电子构型碳纳米环

  具有可变的多重分子构型和电子构型是构筑刺激响应材料的重要分子基础。例如,当分子构型的改变伴随开壳/闭壳态或中性/离子态变化时,材料会表现出独特的对光照、电场、磁场的响应以及动态氧化还原行为(dyrex),从而可应用于信息处理、存储、传感器等多个领域。近年来,基于蒽醌二甲烷 (Anthraquin

大连化物所等提出构建反芳香性丁富烯新策略

  近日,中国科学院大连化学物理研究所仿生催化合成研究组研究员陈庆安团队与中科院院士/浙江大学教授麻生明团队合作,通过双联烯中间体实现了反芳香性丁富烯的合成,解决了传统方法中对称丁富烯的合成挑战。此外,合作团队通过对反应机制的研究实现了非对称丁富烯的高效合成。该研究为丁富烯化学和反芳香性化合物的研究

提出构建反芳香性丁富烯新策略

近日,中科院大连化学物理研究所研究员陈庆安团队与浙江大学麻生明院士团队合作,通过双联烯中间体,实现了反芳香性丁富烯的合成。该方法不仅解决了传统方法中对称丁富烯的合成挑战,合作团队还通过对反应机制的详细研究,实现了非对称丁富烯的高效合成。该工作为丁富烯化学和反芳香性化合物的研究提供了新思路。相关研究成

关于休克尔规则的作用介绍

  1.特点分子的分析  从休克尔规则我们可以得知,具有芳香性的通常是具有如下四个特点的分子:  (1)它们是包括若干数目π键的环状体系(π电子总数必须等于4n+2,其中n为自然整数(注意n不是指环碳原子数));  (2)它们具有平面结构,或至少非常接近平面(平面扭转不大于0.1nm);  (3)环

休克尔规则的的规则作用

1.特点分子的分析从休克尔规则我们可以得知,具有芳香性的通常是具有如下四个特点的分子:(1)它们是包括若干数目π键的环状体系(π电子总数必须等于4n+2,其中n为自然整数(注意n不是指环碳原子数));(2)它们具有平面结构,或至少非常接近平面(平面扭转不大于0.1nm);(3)环上的每一个原子必须是

休克尔规则的原理及证明

具有芳香性原因为什么4n+2个π电子平面单环共轭体系才具有芳香性呢?从分子轨道能级计算发现,当平面单环体系中的成键轨道数目为2 n+1时,如果有4n+2个π电子刚好能给满成键轨道,从而具有类似惰性气体的电子排布,而将具有最大的成键能而变得稳定,平面或接近平面, 电子的离域才有效;当环上的原子存在空间

关于休克尔规则的证明相关介绍

  休克尔4n+2规则可用微扰分子轨道理论即PMO法从理论上加以证明。  在休克尔规则的启示下,近二十年合成了芳香体系的化合物,于是出现了一系列非苯芳烃,及一些不含苯环结构,但具有一定程度的芳香性的烃,称为非苯芳烃。  1. 环丁烯基二价正离子 它环上的四个碳都是sp杂化的,π电子数等于2,符合休克

科学家提出构建反芳香性丁富烯新策略

近日,我所仿生催化合成研究组(211组)陈庆安研究员团队与浙江大学麻生明院士团队合作,通过双联烯中间体,实现了反芳香性丁富烯的合成。该方法不仅解决了传统方法中对称丁富烯的合成挑战,合作团队还通过对反应机制的详细研究,实现了非对称丁富烯的高效合成。该工作为丁富烯化学和反芳香性化合物的研究提供了新思路。

休克尔规则的基本概念

Hückel规则(休克尔规则)是有机化学的经验规则,它指以sp2杂化的原子如果形成单环平面共轭体系,且其π电子数符合4n+2时(其中n为0或者正整数),具有相应的电子稳定性,由此形成的化合物具有芳香性  。从凯库勒(Kekule)提出苯的环状结构,并发现苯和类苯化合物有特殊性质(芳香性)以来,人们对

关于休克尔规则的基本信息介绍

  Hückel规则(休克尔规则)是有机化学的经验规则,它指以sp2杂化的原子如果形成单环平面共轭体系,且其π电子数符合4n+2时(其中n为0或者正整数),具有相应的电子稳定性,由此形成的化合物具有芳香性 [4] 。  从凯库勒(Kekule)提出苯的环状结构,并发现苯和类苯化合物有特殊性质(芳香性