日前，中科院長春應(yīng)用化學(xué)研究所研究員王宏達(dá)課題組與丹麥技術(shù)大學(xué)、丹麥查爾姆斯理工大學(xué)研究人員合作，應(yīng)用AFM力譜，在單分子水平研究了過渡金屬配位化合物中金屬原子與配位分子間的相互作用。相關(guān)成果在線發(fā)表于《自然—通訊》上。

當(dāng)前，配位化學(xué)已成為化學(xué)學(xué)科的一個重要分支，被用于過渡金屬配合物的研究。

然而，如何在單分子水平操控和測量配位化合物中金屬元素與配體之間的相互作用是個挑戰(zhàn)。單分子技術(shù)的發(fā)展，尤其是單分子力譜的發(fā)展為在單分子水平上研究分子間和分子內(nèi)的相互作用提供了可能。

研究人員利用AFM力譜、電化學(xué)、掃描隧道顯微鏡（STM）以及理論模擬等多種技術(shù)和方法，系統(tǒng)地研究化學(xué)環(huán)境中的過渡金屬配合物的作用力。該項研究不僅獲得了單個配位力的大小（約100pN），而且發(fā)現(xiàn)金屬原子的氧化還原態(tài)對金屬—配體之間的相互作用力有顯著影響，從還原態(tài)到氧化態(tài)，配位力逐漸增大。同時，應(yīng)用密度泛函理論模擬也為實驗數(shù)據(jù)提供了理論基礎(chǔ)。

在電化學(xué)控制下，高精密的單分子水平測定金屬配位鍵斷裂力是配位化學(xué)的重大突破。電化學(xué)與AFM力譜結(jié)合的方法將推動配位化學(xué)的發(fā)展，成為研究金屬—配合物相互作用的新手段，從新角度理解配位鍵的物理化學(xué)本質(zhì)。