近日，我院赵莉莉教授/Frenking教授课题组和复旦大学周鸣飞教授对碱土金属八羰基化合物进行了深入的理论研究，并采用先进的EDA-NOCV方法进行了深刻的成键分析。研究结果发表在Science正刊（Science, 2019,365, eaay5021），我院赵莉莉教授为第一作者。

在2018年，我院赵莉莉教授/Frenking教授课题组与复旦大学周鸣飞教授课题组在Science（2018, 361, 912-916）报道了罕见的碱土金属羰基复合物M(CO)₈(M=Ca, Sr或Ba)，提出碱土金属亦适用18电子规则的新概念。而“主族元素是否真正满足18电子规则并表现出过渡金属的性质”仍有争议，例如Landis教授课题组对我们提出的新概念进行了质疑和讨论(Science, 2019, 365, eaay2355)。因此，对于该问题赵莉莉教授/Frenking教授课题组和复旦大学周鸣飞教授又做了进一步的研究，研究表明，在形成的M-CO (M=Ca, Sr或Ba)键中，最大的贡献依然来自于碱土金属M中d轨道上的π电子向CO配体上的反馈作用，这意味着碱土金属利用d轨道参与成键了。碱土金属元素确实表现出过渡金属的性质，很好的解释了这些化合物中C-O伸缩振动较强红移的现象。该结果表明提出的“碱土金属元素亦适用18电子规则并表现出过渡金属性质”这一结论是成立的！这种新概念打破了主族元素与过渡金属元素的界限，打开了人们理解主族元素的新视角，且依然是“颠覆传统认知”和“改变教科书内容”的新发现！

[M(d)]⁺®(CO)₈^-π-backdonation

由于碱土金属元素（如钙、锶、钡）的(n-1)d原子轨道可以参与成键，碱土元素可能具备过渡金属的潜力，这意味着主族元素的反应活性有可能会实现新的突破。此项工作为未来优化设计新的、具有催化活性的碱土金属催化剂提供了理论依据和理论指导，具有理论突破与革新意义。该成果的取得是我院近年来不断加强科研创新平台及学科建设、重视人才引进培养方面所取得重要成果的一个缩影，充分体现了我院在学科建设中的特色和优势。

论文链接:https://science.sciencemag.org/content/365/6453/eaay5021.full

单位：化学与分子工程学院（IAS）；审核：潘运军