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8[Bi 8 ](GaCl 4 ) 2のクラスター。 Bi-Bi 結合の長さは 3.07 Å です。[1]
ビスマスポリカチオンは、化学式Biの多原子イオンである。ｎ +
ｘ. これらはもともと溶融塩化ビスマス中のビスマス金属溶液で観察された。[2]その後、これらのクラスターは固体状態、特に四塩化ゲルマニウムまたはテトラクロロアルミネートが対イオンとして機能する塩に存在することがわかったが、ガラスやゲルなどの非晶質相でも存在する。[3] [4] [5] [6] [7]ビスマスは、支持材料を変更することで調整できるさまざまな興味深い光学特性を材料に付与します。[8] [9] [10] [11]一般的に報告されている構造には、三方両錐形の ビスマスがあります。3+
5クラスター、八面体 Bi2+
6クラスター、正方形の反柱状 Bi2+
8クラスター、および三角柱状の三冠状 ビ5+
9クラスタ。
既知の材料
結晶質
- ビスマス5 (AlCl 4 ) 3 [10]
- ビスマス8（AlCl4 ） 2 [ 10]
- Bi 5 (GaCl 4 ) 3 [1]
- Bi8 ( GaCl4 ) 2 [ 1]
金属錯体
- [CuBi 8 ][AlCl 4 ] 3 [12]
- [ルテニウム(ビスマス) 8 ] 6+ [ 13]
- [Ru 2 Bi 14 Br 4 ][AlCl 4 ] 4 [13]
構造と結合
ビスマスポリカチオンは、シグマ結合の数に必要な価電子の総数よりも少ないにもかかわらず形成される。これらのクラスターの形状は、一般に、電子構造を非局在化分子軌道として扱うことに基づくウェイドの規則によって決定される。結合は、 Biなどの3中心2電子結合で記述される場合もある。3+
5クラスター。ビスマスクラスターは銅[14]およびルテニウム[15]イオンの配位子として働くことが観察されている。この挙動は、ビスマスの各クラスター上の、主にBi-Bi結合から除外されたs軌道から生じる、比較的不活性な孤立電子対によって可能となる。
8クラスター。核の周りの局在はピンク色、孤立電子対は紫色です。
光学特性
ビスマスによって形成される電子不足のシグマ芳香族クラスターの多様性は、幅広い分光学的挙動を引き起こす。特に興味深いのは、低エネルギー電子遷移が可能なシステムであり、これらは近赤外発光体としての可能性を示している。電子不足のビスマスは、HOMO/LUMOギャップが小さいシグマ非局在化クラスターを形成する傾向があるため、近赤外発光が生じる。この特性により、これらの種は、生物組織の近赤外ウィンドウを利用する近赤外光トモグラフィーの分野で潜在的に価値がある。[11]
参考文献
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