自由双原子C₂分子是一個含有碳-碳键的最小双原子分子。相对于自然界中稳定存在的O₂和N₂双原子分子，C₂反应活性较大，一般仅能通过烛光中的蓝色火焰或者太空星际中才能够间接观察到它的存在。最近，我院赵莉莉/G.Frenking教授课题组与台湾中央研究院化学所王朝諺研究员在Nature Chemistry（2021,13,89-93）报道了全球首例常温常压下稳定的单配体双原子C₂分子R₃P→C₂。这一突破性的发现不仅解释了化学结构和电子组态的关系，也解开了化学界长久以来对双原子碳化合物和自由C₂分子之间具有争议性的认知差异。

该研究将理论计算与化学实验相结合。实验方面，主要是使用单晶X光线衍射技术对设计的R₃P→C₂进行结构分析；计算方面，采用先进的能量分解分析 (Energy Decomposition Analysis, EDA)方法，深入探讨其独特的结构特征，并进一步探索C₂化合物的成键本质。另外，在研究中，他们还发现：R₃P→C₂化合物C₂部分的两个碳原子皆展现了意想不到的反应活性，这将有助发展碳同族之新型化学反应。同时，也意味着单配体双原子R₃P→C₂有可能应用于分子活化甚至是催化领域，有助于未来发展新型催化化学。

本研究主要集中于全球首例常温稳定的单配体双原子C₂分子（R₃P→C₂），今后，他们将继续将其延伸到发展相关的过渡金属或主族金属化合物，并将其应用于催化反应、新型化学品及石墨烯、矽、锗等相关半导体材料的开发。

具体研究成果以“Isolable dicarbon stabilized by a single phosphine ligand”为题发表于Nature Chemistry, 2021,13,89-93（影响因子：21.678）。我院博士研究生姜丹丹为共同一作，论文链接:https://doi.org/10.1038/s41557-020-00579-w。

单位：化学与分子工程学院；审核：潘运军