配体保护的金团具有丰富而独特的结构与理化性质特征，是纳米材料领域研究的热点之一。近年来，实验中获得了多样化的配体保护金团簇结构，其稳定性规律也引起了理论化学家的关注。某些金团核心的电子结构壳层满足超原子价电子规律，具有较高的稳定性和高对称性的几何结构。而以这些超原子核为基本单元，可以进一步进行组装，获得超原子分子、超原子网络或超原子晶体。
探索组装团簇的电子结构规律，是设计团簇组装结构的关键。2021年，金荣超课题组在实验中获得了一种具有高稳定性的Au36Ag2(SR)18团簇，该团簇核心由三个二十面体[Au12Ag]通过面对面融合的方式构成，其电子壳层无法用现有的电子结构模型解释。qy17vip千亿体育的程龙玖教授课题组提出一种全新的多超原子中心化学键模型，揭示了该团簇的电子结构稳定性规律。基于该模型，团簇的[Au30Ag2]12+核可以看作由三个超原子构成的三角形超原子分子，三个超原子单元间形成了一个三超原子中心两电子的多中心键，使各超原子的电子结构达到了闭壳层。该成键体系特征类似于简单原子中的多中心键。本工作提出了一种全新的超原子成键模型，拓展了超级共价键的内涵，为团簇组装结构的设计提供了指导。
图1. Au36Ag2(SR)18团簇中的三超原子中心两电子键
相关工作以“Superatomic Three-Center Bond in a Tri-Icosahedral Au36Ag2(SR)18 Cluster: Analogue of 3c-2e Bond in Molecules” 为题发表于 Journal of Physical Chemistry Letters (2022, 13, 10147-10152)。qy17vip千亿体育的徐畅老师为第一作者，程龙玖教授和史丽丽副教授为通讯作者。上述研究工作得到了国家自然科学基金(21873001, 22103001, 22273001)和安徽省青年科学基金(2108085QB64)的支持。