Polikationy bizmutu
Polikationy bizmutu to jony wieloatomowe o wzorze Bi
n + x . Pierwotnie obserwowano je w roztworach metalicznego bizmutu w stopionym chlorku bizmutu . Od tego czasu stwierdzono, że klastry te są obecne w stanie stałym, zwłaszcza w solach, w których lub tetrachloroglinian germanu służą jako przeciwiony, ale także w fazach amorficznych, takich jak szkła i żele . Bizmut nadaje materiałom różnorodne interesujące właściwości optyczne, które można dostroić, zmieniając materiał nośny. Powszechnie zgłaszane struktury obejmują trygonalną gromadę bipiramidalną Bi
3+ 5 , ośmiościenną gromadę Bi
2+ 6 , kwadratową gromadę antygraniastosłupową Bi
2+ 8 i trigonalną gromadę pryzmatyczną Bi
5+ 9 .
Znane materiały
Krystaliczny
- Bi 5 (AICI 4 ) 3
- Bi 8 (AICI 4 ) 2
- Bi5 ( GaCl4 ) 3 _
- Bi8 ( GaCl4 ) 2 _
Kompleksy metalowe
- [CuBi 8 ][AlCl 4 ] 3
- [Ru(Bi 8 ) 2 ] 6+
- [ Ru2Bi14Br4 ] [ AlCl4 ] 4 _ _ _
Struktura i wiązanie
Polikationy bizmutu tworzą się pomimo tego, że posiadają mniej elektronów walencyjnych, niż wydaje się to konieczne dla liczby wiązań sigma . Kształty tych klastrów są generalnie podyktowane regułami Wade'a , które opierają się na traktowaniu struktury elektronowej jako zdelokalizowanych orbitali molekularnych . W niektórych przypadkach wiązanie można również opisać za pomocą trójśrodkowych wiązań dwuelektronowych , takich jak klaster Bi
3+ 5 . Zaobserwowano, że klastry bizmutu działają jako ligandy dla jonów miedzi i rutenu. Takie zachowanie jest możliwe ze względu na dość obojętne samotne pary na każdym bizmucie, które powstają głównie z orbitali s pozostawionych z wiązania Bi – Bi.
Właściwości optyczne
Różnorodność aromatycznych klastrów sigma z niedoborem elektronów utworzonych przez bizmut powoduje szeroki zakres zachowań spektroskopowych. Szczególnie interesujące są systemy zdolne do niskoenergetycznych przejść elektronicznych, ponieważ wykazały one potencjał jako emitery światła bliskiej podczerwieni. To tendencja bizmutu z niedoborem elektronów do tworzenia zdelokalizowanych klastrów sigma z małymi HOMO / LUMO , która powoduje emisje w bliskiej podczerwieni. Ta właściwość sprawia, że gatunki te są potencjalnie cenne w dziedzinie tomografii optycznej w bliskiej podczerwieni , która wykorzystuje okno bliskiej podczerwieni w tkance biologicznej .