集成同原子多面体簇阴离子与高氧化态氧金属酸盐的混合无机固体

《Inorganic Chemistry Frontiers》：Hybrid Inorganic Solids Integrating Homoatomic Deltahedral Cluster Anions with High-Oxidation-State OxometallatesOpen Access

　　

将高电荷同原子多面体多聚阴离子与缺电子过渡金属氧金属酸盐相结合的混合无机固体揭示了根本不同的阴离子构建块如何被整合到单一晶体结构中。两种阴离子在单一晶体结构中的结合为定制键合、电子结构和功能创造了可能性。通过高温合成将相应的 A₄Ge₉ 相、碱金属以及 GeO₂、Nb₂O₅ 或 Ta₂O₅ 结合，获得了六种化合物 A₁₁[Ge₉]₂[NbO₄] 和 A₁₁[Ge₉]₂[TaO₄]（A = K, Rb, 和 Cs），它们由负氧化态的多面体锗簇以及金属处于最高氧化态的铌酸盐和钽酸盐单元组成。这些化合物的结构要么是通过单晶 X 射线衍射实验确定的（Cs₁₁[Ge₉]₂[TaO₄]），要么是通过粉末衍射和单晶晶胞测定，经由同构关系建立的。每种化合物包含两个晶体学独立的 [Ge₉]^4? 簇，对应一个离散的 [NbO₄]^3? 或 [TaO₄]^3? 四面体。阴离子构建单元由碱金属原子隔开。这些钽酸盐代表了罕见例子，其中 Ta 原子的氧配位是四面体而非八面体。进一步通过拉曼和红外光谱对化合物进行了表征，并通过漫反射测量确定了深红色粉末的带隙。通过结构优化，DFT 计算揭示了所有化合物的结构，表明它们在 0 K 下是局部极小值，并验证了其半导体特性。

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? 2026 作者。由皇家化学会代表合作组织出版

2026

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