第一作者：Si Li

通訊作者：臧雙全、董喜燕

通訊單位：鄭州大學、河南理工大學

配體保護的金屬簇具有雜化性質，將無機核與有機配體殼無縫結合，賦予它們非凡的化學靈活性，并在不同領域釋放出非凡的應用潛力。利用化學靈活性來擴大可用材料庫和刺激新功能的開發正成為日益迫切的要求。

本綜述聚焦于從結構分析中產生的化學靈活性的起源，包括團簇內鍵合、團簇間相互作用、團簇-環境相互作用、金屬到配體的比例以及熱力學效應。

首先簡要概述了金屬團簇的發展，并解釋了M(I)/M(I/0)貴金屬團簇之間的差異和共同點。

然后介紹了金屬團簇的化學靈活性概念，以及其在化學、生物學和材料科學中的重要性。此外，區分了無機核中金屬原子的鍵合特性，這些特性賦予了它們獨特的化學靈活性。

金屬團簇（以銀為例）的尺寸和金屬-金屬鍵的重要性。

第2節深入探討了金屬團簇的結構分析、鍵合類別和熱力學理論。詳細分析了金屬團簇的結構，包括金屬-金屬鍵合和金屬-配體鍵合，以及熱力學效應。

金屬團簇的結構，包括金屬核和有機配體殼層。

接下來的第3至7節，主要闡明了觸發化學靈活性的機制、轉化中的動態過程、由此產生的結構變化以及物理化學性質變化。

Au₆-L^Me和Au₁₂-L^Me之間的可逆結構轉換。

第8節介紹了利用金屬團簇及其組裝體所出現的重要應用。概述了金屬團簇的光學吸收、發光與傳感、手性和CPL、磁性和EPR、電化學性質、催化性能和生物應用。

不同金屬團簇在不同條件下的紫外-可見光譜，反映了它們的光學性質

最后，在第9節中，討論了這一領域未來的挑戰和機遇。

總結展望：

本綜述深入探討了金屬團簇的化學靈活性，包括其結構分析、鍵合類型、熱力學效應以及通過各種物理和化學誘導因素引發的反應。文章詳細闡述了金屬團簇在尺寸、結構和組成上的變化，以及這些變化如何影響團簇的物理化學性質。

結構與鍵合：金屬團簇由金屬原子或金屬離子組成，具有1-3 nm的尺寸，通過金屬-金屬鍵和金屬-配體相互作用穩定。這些團簇的內有機金屬核與外部的有機配體殼層共同賦予了團簇獨特的化學靈活性。

溶劑誘導反應：溶劑的極性、配位能力和沸點等特性對金屬團簇的結構和穩定性有顯著影響，能夠誘導團簇發生結構轉變。

化學誘導反應：外來金屬源、非金屬離子、氧化還原反應、氫化物、酸堿反應以及團簇間反應都可以作為化學誘導因素，引發金屬團簇的結構轉變。

物理誘導反應：光照射、溫度變化、電刺激和壓力等物理因素也能引起金屬團簇的電子躍遷和結構變化。

尺寸擴展：金屬團簇可以通過線性生長、二維生長、立方生長和層狀擴展等方式實現尺寸擴展，這些生長模式對團簇的性質和應用具有重要影響。

性質與應用：金屬團簇因其獨特的光學吸收、發光、手性、磁性、電化學性質和催化性能而在生物傳感、成像、藥物傳遞和催化等領域顯示出廣泛的應用潛力。

未來挑戰與機遇：盡管金屬團簇的化學靈活性為其在材料科學中的應用提供了巨大潛力，但目前對于團簇生長機制的理解仍然有限。未來的研究需要深入探索團簇的生長模式、結構轉變的動態過程以及團簇的穩定性和功能化策略。

標題：Chemical Flexibility of Atomically Precise Metal Clusters

期刊：Chemical Reviews

DOI：10.1021/acs.chemrev.3c00896