金屬芳香性

金屬芳香性 （ Metal aromaticity ） 是將有機化合物中芳香性的概念延伸到金屬及金屬化合物 。 金屬芳香性最早是在鋁原子簇MAl4 − （ M表示鋰 、 鈉或是銅 ） 中證實的 。 上述的陽離子是在氦氣下將鋁 / 碳酸鋰的混合物或是銅或鈉對鋁的合金 ， 利用碳酸鋰製備 ， 再由質譜法分離 ， 之後用進行分析 。 化合物芳香性的證據是基於以下的考量 。 計算化學證實鋁原子簇是由四原子的Al42 − 平面 ， 以及在頂點上的抗衡離子所組成 。 Al42 − 單元是完美的平面結構 ， 不會受頂點上的抗衡離子影響 ， 甚至於兩側都有抗衡離子 ， 形成中性化合物M2Al4也是一様 。 除了其HOMO計算有了二個離域的pi系統 ， 因此符合休克爾規則 。 而且移除頭四個價電子需要能量的實際值也和理論值符合 。 D軌域芳香性 （ D - orbital aromaticity ） 出現在三原子的鎢離子W3O9 - 及鉬離子Mo3O9 - 原子簇中 ， 原子簇是由有氧氣存在的條件下 ， 在氦氣體流中雷射蒸發純金屬而得 。 原子簇中的三金屬中心是用氧原子來橋接 ， 而每個金屬原子也有二個終端氧原子 。 光電子能譜的第一個信號對應移去離子中最低能量價電子 ， 形成中性化合物M3O9所需的能量 。 這個能量和三氧化鎢或三氧化鉬的能量相當 。 光電子能譜能的信號很寬 ， 表示陰離子和中性化合物的構象差很大 ， 計算化學證實M3O9 - 及M3O92 - 陰離子是理想的六邊形 ， 其金屬和金屬之間的鍵長等長 。 上述的分子都只在氣態下存在 ， 且濃度很低 。 有研究指出一個由鉬酸鈉 （ Na2MoO 4.2 H2O ） 和在水中生成的化合物也有金屬芳香性 。 X光散射技術顯示其中的鈉原子排列成類似於並五苯的六邊形簇 。 鈉 - 鈉鍵的鍵長特別的短 （ 327 pm ， 元素態的鈉原子之間距離爲380 ） ， 而且類似苯一様 ， 其產生的環是平面的 。 在此化合物中 ， 鈉原子呈現一個扭曲的八面體形分子構型 ， 和鉬原子及水分子形成配位鍵 。 NICS aromaticity數值的計算證實了其實驗所得的結果 。