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The smallest 4f-metalla-aromatic molecule of cyclo-PrB2− with Pr–B multiple bonds
Chemical Science ( IF 7.6 ) Pub Date : 2022-08-08 , DOI: 10.1039/d2sc02852b Zhen-Ling Wang 1 , Teng-Teng Chen 2 , Wei-Jia Chen 2 , Wan-Lu Li 1 , Jing Zhao 1 , Xue-Lian Jiang 3 , Jun Li 3 , Lai-Sheng Wang 2 , Han-Shi Hu 1
Chemical Science ( IF 7.6 ) Pub Date : 2022-08-08 , DOI: 10.1039/d2sc02852b Zhen-Ling Wang 1 , Teng-Teng Chen 2 , Wei-Jia Chen 2 , Wan-Lu Li 1 , Jing Zhao 1 , Xue-Lian Jiang 3 , Jun Li 3 , Lai-Sheng Wang 2 , Han-Shi Hu 1
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The concept of metalla-aromaticity proposed by Thorn–Hoffmann (Nouv. J. Chim. 1979, 3, 39) has been expanded to organometallic molecules of transition metals that have more than one independent electron-delocalized system. Lanthanides, with highly contracted 4f atomic orbitals, are rarely found in multiply aromatic systems. Here we report the discovery of a doubly aromatic triatomic lanthanide-boron molecule PrB2− based on a joint photoelectron spectroscopy and quantum chemical investigation. Global minimum structural searches reveal that PrB2− has a C2v triangular structure with a paramagnetic triplet 3B2 electronic ground state, which can be viewed as featuring a trivalent Pr(III,f2) and B24−. Chemical bonding analyses show that this cyclo-PrB2− species is the smallest 4f-metalla-aromatic system exhibiting σ and π double aromaticity and multiple Pr–B bonding characters. It also sheds light on the formation of the rare B24− tetraanion by the high-lying 5d orbitals of the 4f-elements, completing the isoelectronic B24−, C22−, N2, and O22+ series.
中文翻译：
具有 Pr-B 多重键的环-PrB2- 的最小 4f-金属-芳族分子
Thorn-Hoffmann ( Nouv. J. Chim . 1979, 3, 39)提出的金属芳香性概念已扩展到具有多个独立电子离域系统的过渡金属有机金属分子。具有高度收缩的 4f 原子轨道的镧系元素很少在多芳族系统中发现。在这里，我们报告了基于联合光电子能谱和量子化学研究的双芳香族三原子镧系元素硼分子 PrB 2 -的发现。全局最小结构搜索表明 PrB 2 -具有C 2v三角形结构和顺磁性三重态3 B 2电子基态，可被视为具有三价 Pr(III,f 2 ) 和 B 2 4−。化学键合分析表明，该环-PrB 2 -物种是最小的 4f-金属-芳族体系，具有 σ 和 π 双芳香性和多个 Pr-B 键合特征。它还揭示了稀有 B 2 4- 四阴离子由 4f 元素的高位 5d 轨道形成，完成了等电子 B 2 4-、 C 2 2-、 N 2和 O 2 2+系列.
更新日期：2022-08-08
中文翻译：
具有 Pr-B 多重键的环-PrB2- 的最小 4f-金属-芳族分子
Thorn-Hoffmann ( Nouv. J. Chim . 1979, 3, 39)提出的金属芳香性概念已扩展到具有多个独立电子离域系统的过渡金属有机金属分子。具有高度收缩的 4f 原子轨道的镧系元素很少在多芳族系统中发现。在这里，我们报告了基于联合光电子能谱和量子化学研究的双芳香族三原子镧系元素硼分子 PrB 2 -的发现。全局最小结构搜索表明 PrB 2 -具有C 2v三角形结构和顺磁性三重态3 B 2电子基态，可被视为具有三价 Pr(III,f 2 ) 和 B 2 4−。化学键合分析表明，该环-PrB 2 -物种是最小的 4f-金属-芳族体系，具有 σ 和 π 双芳香性和多个 Pr-B 键合特征。它还揭示了稀有 B 2 4- 四阴离子由 4f 元素的高位 5d 轨道形成，完成了等电子 B 2 4-、 C 2 2-、 N 2和 O 2 2+系列.
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