金催化剂中的相对论玄机(zz) - Macromolecules版

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Macromolecules版 - 金催化剂中的相对论玄机(zz)

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s****e
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有鑒於近來關於金催化劑的研究逐漸受到矚目，UC Berkeley教授Dean Toste提出理論
來解釋金的特殊反應性。
金(I)與金(III)組成的催化劑應用於許多親核試劑 (nucleophile)加到炔類分子 (
alkyne)上的反應，其中包含形成碳-碳鍵 (C-C)及C-X (X: heteroataom) 的反應。金
催化劑的發展幫助科學家設計更有效率的反應，其在水溶液中的低反應性代表化學反應
可以在較低毒性的水中進行，避開有機溶劑，也代表更環保的化學。
Toste指出金與同族的銀、銅相較，是一個特別強的路易士酸 (Lewis acid)，也使它具
有活化炔類分子的特點。金原子核內的79個正電使外圍的電子必須以一半的光速來運動
，以不至於墜落到核中。在計算中考慮相對論效應 (relativistic effects)後，金的
6s 軌域能量顯著降低，其內側的5d軌域能量則顯著升高。換句話說，變重了的s軌域電
子變得接近原子核，使得s軌域”收縮” ，而同時屏蔽其外層的p及d軌域 (shielding)
造成p及d軌域的”膨脹” 。收縮的6s軌域使金具有容易接受電子的能力，而另

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