Element effects in endohedral metal–metal-bonding fullerenes M2@C82 (M = Sc, Y, La, Lu)

富勒烯 内面体富勒烯 金属 材料科学 结晶学 化学 冶金 有机化学
作者
Yuan Shui,Dong Liu,Pei Zhao,Xiang Zhao,Masahiro Ehara,Xing Lü,Takeshi Akasaka,Tao Yang
出处
期刊:Journal of Chemical Physics [American Institute of Physics]
卷期号:159 (24) 被引量:5
标识
DOI:10.1063/5.0180309
摘要

Endohedral metal-metal-bonding fullerenes have recently emerged, in which encapsulated metals form a metal-metal bond. However, the physical reasons why some metal elements prefer to form metal-metal bonds inside fullerene are still unclear. Herein, we reported first-principles calculations on electronic structures, bonding properties, dynamics, and thermodynamic stabilities of endohedral metallofullerenes M2@C82 (M = Sc, Y, La, Lu). Multiple bonding analysis approaches unambiguously reveal the existence of one two-center two-electron σ covalent metal-metal bond in M2@C82 (M = Sc, Y, Lu); however, the La-La bonding interaction in La2@C82 is weaker and could not be categorized as one metal-metal covalent bond. The energy decomposition analysis on bonding interactions between an encapsulated metal dimer and fullerene cages suggested that there exist two electron-sharing bonds between a metal dimer and fullerene cages. The reasons why La2 prefers to donate electrons to fullerene cages rather than form a standard σ covalent metal-metal bond are mainly attributed to two following facts: La2 has a lower ionization potential, while the hybridization of ns, (n - 1)d, and np atomic orbitals in La2 is higher. Ab initio molecular dynamic simulations reveal that the M-M bond length at room temperature follows the trend of Sc < Lu < Y. The statistical thermodynamics calculations at different temperatures reveal that the experimentally observed endohedral metal-metal-bonding fullerenes M2@C82 have high concentrations in the endohedral fullerene formation temperature range.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
落寞的土豆完成签到 ,获得积分10
1秒前
happy2016完成签到 ,获得积分10
2秒前
4秒前
玛琳卡迪马完成签到,获得积分10
4秒前
狂野紫丝发布了新的文献求助10
4秒前
6秒前
hr完成签到 ,获得积分10
9秒前
ilk666完成签到,获得积分10
11秒前
Vista2023toFD完成签到,获得积分10
13秒前
Ethan完成签到,获得积分10
13秒前
mannich完成签到,获得积分10
15秒前
zz完成签到 ,获得积分10
16秒前
19秒前
丰富的大地完成签到,获得积分10
22秒前
不安碧灵完成签到,获得积分10
22秒前
23秒前
wsx发布了新的文献求助10
23秒前
风信子deon01完成签到,获得积分10
26秒前
共享精神应助wsx采纳,获得10
31秒前
DOC_XIONG完成签到,获得积分0
31秒前
wp4455777完成签到,获得积分10
31秒前
打打应助孟孟采纳,获得10
32秒前
科研小白完成签到,获得积分10
33秒前
Maestro_S应助科研通管家采纳,获得10
33秒前
Maestro_S应助科研通管家采纳,获得10
33秒前
iitj应助科研通管家采纳,获得20
33秒前
Maestro_S应助科研通管家采纳,获得10
33秒前
11112321321完成签到 ,获得积分10
35秒前
You完成签到,获得积分10
37秒前
胖胖完成签到 ,获得积分0
39秒前
39秒前
YYU完成签到 ,获得积分10
39秒前
不爱科研完成签到 ,获得积分10
40秒前
现代完成签到,获得积分10
40秒前
Ning完成签到 ,获得积分10
41秒前
41秒前
科研小白009完成签到 ,获得积分10
42秒前
guoxingliu完成签到,获得积分10
43秒前
顾矜应助SUN采纳,获得10
44秒前
aaa发布了新的文献求助10
44秒前
高分求助中
On lateral buckling of armouring wires in flexible pipes 10000
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Navigating Normative Orders. Interdisciplinary Perspectives 800
Essentials of Carbohydrate Chemistry and Biochemistry, 4th Edition 700
1 Peter and Christ's Descent to the Dead in Its Early Christian Reception 700
Organizational Behavior 510
Management and the Arts 510
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7744743
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9292511
关于积分的说明 20213395
捐赠科研通 7323724
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3307647
关于科研通互助平台的介绍 2459632
邀请新用户注册赠送积分活动 2318718