化工小知识分享-分子金属

随着高科技日益发展，电子器件正在日趋小型化，现代计算机则是用1×10-3cm厚的“硅片”制成的，这仅是晶体管的1/100。再下一代人们需要的一定是体积更小、响应更快、能量更省的导电材料，这就得靠化学家在分子水平上研究出新型的金属导体——分子金属导体。面对挑战，化学家要设计一些分子，能让电子在晶体中某个分子的原子与相邻的另一个分子的原子之间很方便地流动。近年来，英国的昂德希尔(Underhill)教授设计出一种“分子金属”，平面状的分子呈层状堆砌成晶体，每个分子中的金属原子都在某一方向(横向)上排列成行，因而，电子就可以沿着这一条金属原子链横向地在分子之间穿越，形成分子级的新导体。这是现代化学中有代表性前沿领域的最新成就之一。设计“分子金属”重要的是如何选择配位体，使这些金属原子进行组合而恰到好处地堆砌起来。化学家们发现硫和硒是连结金属的理想选择。他们设计的每个分子都是平面型的，中间有一个金属原子，它周围有4个硫原子。每个铂原子的上面和下面各有一个属于上一层或下一层分子的铂原子。所以，有很多条可供电子穿越的“铂-硫原子链”贯穿整个晶体。在实验室里，可测定这些晶体的导电性，室温下它们的性能和“一维金属”相似。

这些分子金属导电性能的优劣取决于晶体中原子之间的间隔，这些信息可以从X射线衍射图上得到。这种材料的性质不仅取决于金属原子之间的距离，还取决于不同堆砌方式中相邻分子间硫原子互相靠近的程度。将晶体的导电性能与X射线衍射图进行比较，化学家便能了解分子结构是如何影响电子的流动。显然，要求化学家有很高明的技巧来精细地调节结构，以接纳游动电子。这类“分子金属”可望对未来的“分子计算机”有很大的影响，以硅为基础的电子工业技术将被淘汰。

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