研究人员用32个金原子合成了一个微小的结构，这个纳米团簇的核心由12个金原子组成，外层由20个金原子组成。正如科学家发表在《Angewandte Chemie》上那样，这个团簇的异常稳定性是由于其表面与氨基和膦配体的电子相互作用造成。
一些金属原子的聚集体，称为团簇，越来越多地用于催化、生物科学和纳米技术。自从20个金原子组成的金字塔结构被发现以来，“金笼”已经成为一类具有不同寻常结构性质的新簇。据预测，一个由32个金原子组成的团簇应该非常稳定，并且在结构上类似于C60富勒烯。
C60是由60个碳原子组成的空心球体，排列成5- 6元环的结构，就像传统的足球一样。“金富勒烯”被预测具有广泛的潜在用途，包括作为转运体、分子标签和催化剂。由李军(音译)和王全明(音译)(清华大学)领导的一个团队现在已经完成了第一个由32个金原子组成的纳米团簇合成。合成过程包括直接还原含金前体。该化合物的分子式为[Au32(Ph3P)8(dpa)6]+[SbF6 -]2(其中dpa = 2,2'-双吡啶拉米多配体，Ph3P =三苯基膦配体)。
图示由32个金原子组成的配体保护纳米团簇。图片：Wiley
该结构由12个金原子排列在一个由20个金原子组成的笼子中组成，这个笼子被称为au12 @ au20，由8个Ph3P和6个绑定在表面的dpa配体保护。通过分析方法和计算机计算的结合，科学家们能够完全确定这种结构：几何形状、化学键关系和电子结构。新团簇化合物的“金核”是一个中空二十面体(形状为20个三角形面)，由12个金原子组成，周围环绕着一个由20个金原子组成的十二面体(形状为12个五边形面)“壳”。
壳和核之间的键非常强。8个Ph3P配体与壳层的8个金原子结合，形成立方体四角。dpa配体排列使它们的中点形成八面体角。它们不是通过氨基结合，而是通过芳香环中的两个氮原子，每个氮原子连接两个金原子。正如量子化学研究证实的那样，金簇的几何结构和电子结构非常依赖于与配体相互作用。特别是dpa配体确保了金纳米团簇的有效稳定。预计，在氨基配体的保护下，可以生成多种多样的金属纳米团簇。
参考期刊文献:《Angewandte Chemie International Edition》
DOI: 10.1002/anie.201901478
