我院在C2雙原子間化學(xué)鍵基本問題研究中取得重要進(jìn)展
我院張珉副教授與蘇忠民教授對C2分子的傳統(tǒng)分子軌道的3σg和2σu利用正交雜化方式獲得極化簡并的單自旋電子軌道，實現(xiàn)了極化單電子在C-C鍵兩端的獨立分布。 這種方式的結(jié)果同以色列著名理論化學(xué)家S. Shaik教授和廈門大學(xué)吳瑋教授利用現(xiàn)代價鍵理論實現(xiàn)的C-C四重鍵結(jié)果相一致(Nat. Chem., 2012, 4, 195-200)。而C-C四重鍵的理論問題曾引起諾貝爾獲獎?wù)逺. Hoffmann教授、分子軌道理論德國著名理論化學(xué)家G. Frenking教授與現(xiàn)代價鍵理論領(lǐng)軍代表 S. Shaik教授等之間的激烈的討論(Angew. Chem. Int. Ed., 2013, 52, 3020-3033和2013, 52, 5922-5925等)。
利用CASSCF(8,8)方法對新雜化后的C2的新軌道方案進(jìn)行了精確的計算，結(jié)果與傳統(tǒng)的雙π鍵分子軌道軌道方案具有完全相同的能量、單電子密度分布特性和振動頻率等。同時新方案中主要結(jié)構(gòu)為單態(tài)雙自由基，權(quán)重比傳統(tǒng)的雙鍵權(quán)重高2.7%。如果按照價鍵理論，三個主要結(jié)構(gòu)都屬于第四重鍵，權(quán)重達(dá)到84.7%。從而實現(xiàn)了利用了分子軌道理論對C-C四重鍵的解釋，并闡述了其內(nèi)在的單態(tài)雙自由特性是C2分子高反應(yīng)活性的起源。
文章最后利用我國蘇軾的《題西林壁》總結(jié)了各家理論對C2問題的雙鍵和四重鍵結(jié)構(gòu)及單態(tài)雙自由基方案，都是辯證統(tǒng)一的。
這一研究成果發(fā)表于《Chem. Sci.》上。
http://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2016/sc/c5sc03437j
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