好神奇啊!由32個金原子組成的配體保護納米糰

2020-12-07 博科園
博科園：本文為化學類

研究人員用32個金原子合成了一個微小的結構，這個納米糰簇的核心由12個金原子組成，外層由20個金原子組成。正如科學家發表在《Angewandte Chemie》上那樣，這個團簇的異常穩定性是由於其表面與氨基和膦配體的電子相互作用造成。

一些金屬原子的聚集體，稱為團簇，越來越多地用於催化、生物科學和納米技術。自從20個金原子組成的金字塔結構被發現以來，「金籠」已經成為一類具有不同尋常結構性質的新簇。據預測，一個由32個金原子組成的團簇應該非常穩定，並且在結構上類似於C60富勒烯。

博科園-科學科普：C60是由60個碳原子組成的空心球體，排列成5- 6元環的結構，就像傳統的足球一樣。「金富勒烯」被預測具有廣泛的潛在用途，包括作為轉運體、分子標籤和催化劑。由李軍(音譯)和王全明(音譯)(清華大學)領導的一個團隊現在已經完成了第一個由32個金原子組成的納米糰簇合成。合成過程包括直接還原含金前體。該化合物的分子式為[Au32(Ph3P)8(dpa)6]+[SbF6 -]2(其中dpa = 2,2'-雙吡啶拉米多配體，Ph3P =三苯基膦配體)。

圖示由32個金原子組成的配體保護納米糰簇。圖片：Wiley該結構由12個金原子排列在一個由20個金原子組成的籠子中組成，這個籠子被稱為au12 @ au20，由8個Ph3P和6個綁定在表面的dpa配體保護。通過分析方法和計算機計算的結合，科學家們能夠完全確定這種結構：幾何形狀、化學鍵關係和電子結構。新團簇化合物的「金核」是一個中空二十面體(形狀為20個三角形面)，由12個金原子組成，周圍環繞著一個由20個金原子組成的十二面體(形狀為12個五邊形面)「殼」。

殼和核之間的鍵非常強。8個Ph3P配體與殼層的8個金原子結合，形成立方體四角。dpa配體排列使它們的中點形成八面體角。它們不是通過氨基結合，而是通過芳香環中的兩個氮原子，每個氮原子連接兩個金原子。正如量子化學研究證實的那樣，金簇的幾何結構和電子結構非常依賴於與配體相互作用。特別是dpa配體確保了金納米糰簇的有效穩定。預計，在氨基配體的保護下，可以生成多種多樣的金屬納米糰簇。

博科園-科學科普｜來自: Wiley參考期刊文獻:《Angewandte Chemie International Edition》DOI: 10.1002/anie.201901478博科園-傳遞宇宙科學之美

博科園-請看更多精彩內容：

宇宙中最極端的化學工廠，是如何造元素的？

在量子物理學中，不止一種現實世界存在！

在榮獲300萬美元巨額科學獎金後，她做了一件事

相關焦點

  • 大統一模型揭示配體金納米糰簇生長機制
    特別對於金屬納米糰簇，迄今人們普遍認為其是由一個一個金屬原子隨機生長而來，並不存在一個普適的化學規則。　　長期以來，配體金納米糰簇因其獨特的結構和物理化學性質以及在催化、納米技術及生物醫學等領域廣泛的應用前景得到了廣泛關注。近10年來，隨著一系列大尺寸的配體金納米糰簇被成功結晶，人們試圖提出理論模型解釋其結構穩定性，但並未獲得普遍成功。
  • 金原子結構首次清晰成像:呈奇特的金字塔形狀!
    實驗表明，金原子簇呈金字塔形狀，由十個整齊排列的原子組成的三角形底面，以及六個和三個原子的附加三角形，頂部是單個原子。 研究人員在複雜的真空室中使用了強等離子體，從宏觀的金塊中濺射出金原子。 該論文的主要作者李哲說：「由於與水分子凝結成液滴的過程相當，因此部分濺射的原子會一起長成幾至幾十個原子的小顆粒。 」 哈爾濱工業大學：「我們選擇了一束由正好二十個金原子組成的簇。
  • 金原子和鐵原子中的質子、中子和電子都是一樣的嗎?
    這兩種價值相差巨大但真正本質並沒有多少差別，因為構成金原子和鐵原子質子中子和電子並沒有什麼區別！物質是由什麼組成的？三號鋰元素：三個質子和四個中子就是鋰-7，也就是做電池的鋰，三個質子三個中子是鋰-6，常見用途用在氫彈中受到中子轟擊生成氚，或者核聚變堆中用多餘的中子生成氚。26號鐵元素：鐵元素是26個質子和30個中子，構成的同位素為鐵-56。鐵也有很多同位素，但鐵-56的原子核是最穩定的，我們下文詳細說明。
  • 99個可溶性配體靶點及291款相關藥物梳理
    細胞因子和生長因子是主要可溶性靶點（70%），炎症，自免疾病，癌症和眼科疾病是已獲批配體靶向藥物的主要治療領域。近日（9月2日），Nature Review Drug Discovery發表了「Soluble ligands as drug targets」，對可溶性配體進行了總結。
  • 多配體表面配位使N-雜環卡賓穩定的金納米糰簇具有較高的魯棒性
    基於電子結構，局部配位環境和理化特性對其微妙的變化十分敏感，使得金屬納米材料的金屬-配體界面對其整體性能至關重要。近年來，研究發現，雜化配體被用來賦予金屬納米材料比單一配體體系更好的性能。然而，與研究良好的單配體-金屬界面形成鮮明對比的是，由於高度複雜的表面結構或動態的配體排列，使得對於目前的表徵技術來說，充分識別雜化配體金屬納米材料體系中的詳細結合結構仍然是一項巨大挑戰。
  • 黃金和鐵都由一樣的質子中子和電子組成，為什麼價值差別那麼大？
    這兩種價值相差巨大但真正本質並沒有多少差別，因為構成金原子和鐵原子質子中子和電子並沒有什麼區別！物質是由什麼組成的？三號鋰元素：三個質子和四個中子就是鋰-7，也就是做電池的鋰，三個質子三個中子是鋰-6，常見用途用在氫彈中受到中子轟擊生成氚，或者核聚變堆中用多餘的中子生成氚。
  • 我們不只是由肌肉和組織組成的，我們是由星塵組成的
    當我還是個孩子的時候，總是幻想著成為一個機器人。我不太記得為什麼，但我記得我不喜歡我的皮膚，因為它太柔軟了。另一方面，我認為科幻小說很吸引人，作為一個機器人，我應該會很適合。隨著年齡的增長，我的幻想被成年的顯示生活代替。不過我驚訝的了解到人類，是由星塵組成的。
  • 世上最奇特的景點:由1268個「巧克力」組成 還被列入世遺名錄
    這個景點由1268個「巧克力」組成，是當地著名的旅遊景點，不僅被宣布為該國第三個國家地質紀念碑，還被列入聯合國教科文組織世界遺產名錄。這個奇特的景點叫巧克力山，位於菲律賓Bohol（薄荷島，也稱保和島）的中部。吃貨們注意哦，巧克力山上並沒有巧克力。之所以被稱為「巧克力山」，是因為每到旱季山上的草便會幹枯成褐色，遠遠望去就像是一顆顆排放在地上的巧克力，故名。
  • 西遊世界神奇的宇宙觀:由無數個由生到滅,由滅轉生的輪迴組成
    西遊宇宙觀認為，宇宙是由無數個由生到滅，由滅轉生的輪迴組成。一個輪迴，叫做一元。在每一元中，宇宙也在不停演變。子時，天初成，逐漸有了日月星辰。丑時，地初成，逐漸形成水火山石。寅時，人初成，大地上有了人獸蟲魚。世界進入了文明時代。時間一直流逝。到戌時，天地昏暗，萬物凋零。到亥時，除了極少數仙神聖佛，絕大多數的生命都歸於虛無。
  • 常用配體---三苯基膦
    在大多數情況下，反應都是由生成三苯基膦氧化物（一個熱力學有利的反應）驅動的。另外，三苯基膦廣泛用作金屬催化劑的配體。脫氧反應 三苯基膦廣泛地應用於過氧化氫或過氧化物的還原反應，生成醇、羰基化合物或環氧化物。這類反應的主要驅動力是三苯基膦與相對較弱的O-O鍵(188-209 kJ/mol)能形成較強的P=O鍵。
  • 常用配體---三丁基膦、三苯基膦、三叔丁基膦
    在大多數情況下，反應都是由生成三苯基膦氧化物（一個熱力學有利的反應）驅動的。另外，三苯基膦廣泛用作金屬催化劑的配體。脫氧反應 三苯基膦廣泛地應用於過氧化氫或過氧化物的還原反應，生成醇、羰基化合物或環氧化物。這類反應的主要驅動力是三苯基膦與相對較弱的O-O鍵(188-209 kJ/mol)能形成較強的P=O鍵。
  • 單細胞測序-配體受體互作分析原來可以這麼簡單又高大上!
    隨該軟體包一起提供的有一個ramilowski_pairs，它是一個由配體、受體和推測的配體受體對組成的data.frame。首先，根據通用型配體和受體從我們的數據集中選出對應的基因，然後進行差異基因分析，只保留在樣品組之間差異表達的配體受體。然後，我們將為每個重複樣本創建單獨的數據矩陣，存儲為tibble格式，以便於使用tidyverse進行後續處理。
  • 麻瓜們,神奇動物就在你們身邊啊!
    本文由豆瓣用戶@不仁 授權發布原文標題：《神奇動物在哪裡》我覺得任何生物都很神奇，能夠在這個星球上生存、繁衍至今，這就已經是很神奇的事情了。很多植物開花時會竄出一根專門開花的花梗，但是長得如此神奇的還是頭一次見，完全不知從何查起。有人認識的話歡迎告訴我～(據回覆說這可能是花序發生了一種帶化(fasciation)畸形，我同意這個解釋，學習了！不過還是不知道具體的物種)植物就不多說了，後邊的動物麼，按進化層次排一下好了。先來個軟體動物吧。這是一隻蝸牛。
  • 32個月亮代表我的心…… 這裡的月亮很浪漫[圖]
    「我男朋友從哈爾濱飛過來陪我看32個月亮！」昨天晚上9點，西湖斷橋邊的遊人依然遲遲流連、熙熙攘攘，橋邊坐滿了遊人，雖然天上只有一輪圓月，地上人卻是創意無限。　　地點：西湖邊　　時間：晚上8點45分　　人物：北京小夥與杭州女友　　「你問我愛你到底有多深，月亮她可以代表我的心……」昨天晚上，在「三潭印月」行舟時，一名小夥突然對著身邊的女孩子唱了起來……　　「小夥子你可揀了好大一個便宜，32
  • 人類是由多少個原子組成?
    幾乎每個人體中的每個原子都是數十億年前由一顆恆星製造的。 最後，我們都是由相同的基本物質組成：原子。每個原子包含三個小的亞原子粒子——質子、中子和電子。在原子的中心，質子和中子聚集在一起形成原子核，而電子則圍繞原子核旋轉，就好像它們是圍繞自己的小太陽運行的微小行星。 一個體重70公斤的人由70億億個原子組成。這個數字有多大？7後面跟著27個零。
  • 這個小國家由14個村子組成,人口只有1600,卻能組成一支球隊
    不知道為何，過了很多年，這個島嶼竟然主動要求成為英國的屬地，後來就受到了紐西蘭的保護，算是附庸國。03當然，這個國家選擇這樣的做法是有原因的，這個國家總共才1600人，首都也只是一個村子而已。如果沒有紐西蘭的保護，那他就是一個原始狀態的島嶼了。
  • 由成千上萬根火柴組成的地球儀,這位作者的毅力可謂相當驚人啊
    現在大家的身邊越來越少看到「火柴」這樣小東西了，方便好用又造型多變的打火機早就取代火柴好些年，除了少數愛用者的堅持外，應該已經很難發現有人的口袋裡會放盒火柴，甚至有些小朋友已經不知道火柴為何物，就連出版社都考慮把故事書的內容改編成賣打火機的小女孩(超大誤)。