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在决定好先行攻克过渡金属催化这道壁垒后，徐云等人也很快换上了一套标准的实验服。

高中化学及格的同学应该都知道。

按照元素周期律，人们往往会在过渡金属的区域内寻找催化剂。

如合成氨的催化剂是铁触媒。

五氧化二钒是合成硫酸、硝酸的催化剂。

烯烃与氢气加成多用兰尼镍等等。

为什么这些过渡元素及化合物经常扮演“月老”的角色呢？

这里先用人话给大家解释一下一个概念：

反馈π键。

当过渡金属原子....也就是中心原子和配体之间形成配位键时。

配位原子会提供孤对电子，填入中心原子提供的空轨道中。

从而形成一条配位键方式的σ键。

有时候。

中心原子的某些电子也可能填入配体分子的空轨道内。

这就是反馈π键。

而在这个过程中。

配体分子的反键轨道π2py*、π2pz*都是空的。

它作为配体时。

既可以提供孤对电子配位出去，也可以提供π反键空轨道，把电子配位进来。

只要中心原子和配体都有孤对电子，都有空轨道,具备了有来有往的先决条件。

再加上两者对称性适合，反馈π键就形成了。

看到这里。

聪明的同学应该明白了。

没错！

如果配体分子与某种过渡金属原子形成反馈π键，那么它原本是空的π反键轨道就填入电子了。

而键级与反键轨道中的电子数是负相关的。

反键轨道中填入的电子越多，键级越小，键越不牢固。

原本非常牢固的N≡N，被反馈键这么一折腾,变弱了,说明它的化学活性就大大增强了。

换而言之。

想让配体分子再发生反应，也就更加容易进行了。

这就是过渡元素催化的原理。

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