碳是一种重要的非金属元素，也是地球上一切生命的基础，其化学结构一般符合“八隅规则”。然而，随着科学的发展，人们逐渐发现了多种特殊价电子结构的碳物种，例如：七价层电子的碳自由基和六价层电子的碳正离子与卡宾，它们的发现极大地推动了有机合成、药物化学及天然产物化学的发展。长久以来，少于六价层电子的碳物种因稳定性差而难以合成与表征。近期，这一科学难题在Bertrand等人的不懈努力下终于实现了突破。本文主要介绍了具有四价层电子双阳离子卡宾的合成、表征及反应活性，意在帮助学生了解最新的化学前沿知识，开拓思维，提高自主学习能力，并进一步激发他们学习化学的兴趣。

超大硅胺基取代的低价锗化合物可以构建新颖的化学结构，提供有学术价值的新发现。二配位的超大硅胺基氯锗宾Ge(N(SiⁱPr₃)₂)Cl (1)具有空的4p轨道和孤电子对。针对这2个特点，研究了化合物1的热构型转换和菲醌氧化加成反应。1的温热分解生成了立方四锗卡宾Ge₄(NSiⁱPr₃)₄ (2)，与菲醌(L)定量氧化加成生成了胺基一氯菲二酚合锗(IV)：[Ge(N(SiⁱPr₃)₂)(L)Cl] (3)。表征了2个产物的单晶结构与组成。四锗卡宾2本质上是锗异腈的四聚体，分子呈现出畸变的立方体构型，4个Ge原子和4个N原子构成了中心立方体的8个顶点。其中Ge—N键长为0.203 6(3) nm，N—Ge—N与Ge—N—Ge的键角分别为85.51(18)°和94.32(16)°，立方体的侧面接近平行四边形。理论计算首次揭示了四锗卡宾2的成键面貌。自然键轨道(NBO)给出Ge₄N₄骨架上的20个分子轨道。轨道定域化的计算结果完好地呈现出4对Ge孤对电子、12个Ge—N键和4个Si—N键的定域轨道，能量分别为-12.22、-15.12和-20.12 eV。Ge孤对电子主要保留了4s电子的特性，而Ge—N键主要由N的2s轨道(18.4%)和2p轨道(71.3%)、Ge的4s轨道(0.75%)和4p轨道(9.43%)综合贡献形成。在化合物3的分子中，Ge^Ⅳ采取sp³杂化，由于空间位阻与非对称配位，与另外4个配位原子形成非对称四面体构型。

厨余垃圾的不当处置会造成土地和水资源的污染，随着垃圾分类政策在全国的推行，有效处理厨余垃圾成为解决环境问题的热点议题。厨余垃圾黏度的大小可直接影响处理设备的选型和工艺参数确定。将厨余垃圾的黏度测定作为实际应用案例引入物理化学实验教学，结合实际改进实验，对不同组成厨余垃圾的黏度值进行测量，考察含固率、转子型号、搅拌速度选择等对黏度值的影响，为厨余垃圾处理设备选型及工艺参数选择提供理论依据。改进后的实验可以强化学生学以致用的意识，增强对工程问题的综合性和复杂性的认识，启迪学生对厨余垃圾资源化利用的探索思考，实现基于“双碳”和绿色环保的创新思维学科素养培养，增强社会责任感。

酰胺合成是有机化学重要的研究方向之一。将国际前沿的酰胺合成方法引入到基础有机化学实验教学中可以丰富教学内容并促进本科教学与科研成果之间的融合。本文报道了一个以氮杂环卡宾催化醛的极性反转为知识重点的酰胺合成实验，以苯甲醛、亚硝基苯为原料，在无水无氧条件下实现了N-羟基-N-苯基苯甲酰胺的高效合成。该实验利用薄层色谱对反应过程进行监测，并通过红外、核磁共振波谱确定了产物结构。该实验具有操作简单、反应条件温和、高原子经济性、可重复性好等特点，非常适用于本科生实验教学。本实验将极性反转这一重要概念与氮杂环卡宾催化这一科学前沿有机结合起来，有利于激发和培养学生的科研兴趣。

Graphitic carbon nitride (CN)-based materials were synthesized using melamine, urea, guanidine carbonate, and thiourea as precursors via pyrolysis. The synthesized materials underwent comprehensive characterization employing techniques such as X-ray diffraction (XRD), scanning electron microscopy (SEM), X-ray photoelectron spectroscopy (XPS), and nitrogen adsorption-desorption test. These materials were evaluated for their performance as cathodes with platinum sheet electrodes as anodes in the selective electrocatalytic reduction of Sn(Ⅳ) in an acid solution. During the reduction of Sn(Ⅳ) to Sn(Ⅱ), Sn(Ⅱ) can also be reduced to Sn due to the similar reduction potentials of Sn(Ⅱ) and Sn(Ⅳ). The deposition of Sn on the cathode diminishes the electrode conductivity efficiency. Therefore, the electrode material must fulfill the dual requirements of reducing Sn(Ⅳ) to Sn(Ⅱ) while preventing the reduction of Sn(Ⅱ) to Sn. In comparison to conventional cathode materials such as copper plates, graphite plates, ruthenium iridium titanium plates, and platinum plates, the CN demonstrated superior performance in the selective electrocatalytic reduction of Sn(Ⅳ) in an acidic solution. In addition, CN exhibited a lower potential in a dual-electrode electrolytic cell and maintained stability under acidic conditions, enabling the selective reduction of Sn(Ⅳ) to Sn(Ⅱ).

合成了2个丁二酮肟有机锡化合物：双(三(2-甲基-2-苯基丙基)锡)丁二酮肟配合物(C₆H₅C(CH₃)₂CH₂)₃Sn(ON=C(CH₃)C(CH₃)=NO)Sn(CH₂C(CH₃)₂C₆H₅)₃ (1)和二苄基锡氧氯丁二酮肟多核配合物[μ₃-O-((C₆H₅CH₂)₂Sn)₂(ON=C(CH₃)C(CH₃)=NOH)(O)Cl]₂(2)。通过元素分析、红外光谱、核磁共振(¹H、¹³C、¹¹⁹Sn)、差热分析和单晶X射线衍射对配合物进行了结构表征，对其结构进行量子化学从头计算，并进行了体外抗癌活性研究。结果显示：配合物1为通过配体丁二酮肟桥联的双锡核中心对称分子，锡原子均为四配位的畸变四面体构型；配合物2为通过氧原子和丁二酮肟配体桥联的四锡核中心对称多环聚合结构，锡原子分别为五配位的畸变三角双锥构型和六配位的畸变八面体构型。配合物对人肝癌细胞(HUH7)、人肺癌细胞(A549)、人表皮癌细胞(A431)、人结肠癌细胞(HCT-116)和人乳腺癌细胞(MDA-MB-231)均有较强的抑制活性。

The hydrated tricyclohexyltin theophylline-7-acetic acid (tpH) complex [Sn(C₆H₁₁)₃(tp)(H₂O)] was synthesized via an ethanol solvothermal method using tricyclohexyltin hydroxide and tpH in a 1∶1 molar ratio. The complex was characterized by IR, ¹H (¹³C) NMR, elemental analysis, and powder X-ray diffraction, and the crystal structure was determined by single-crystal X-ray diffraction. The crystal belongs to the orthorhombic system with space group Iba2, and the central tin atom is in a five-coordinated trigonal bipyramidal configuration. Quantum chemistry ab initio calculations were performed to investigate the stability, molecular orbital energy, and frontier molecular orbital characteristics of the complex. Additionally, its thermal stability, electrochemical properties, and in vitro anticancer activity were evaluated.

使用菲咯啉官能化咪唑盐配体((HL) PF₆，L=3-苄基-1-[2-(1, 10-菲咯啉)咪唑叶立德])分别合成了一个双核氮杂环卡宾(NHC)银配合物NHC-Ag₂和一个异核的氮杂环卡宾银/金双金属配合物NHC-Ag/Au。通过NMR和元素分析对NHC前体和金属配合物进行了表征。单晶衍射分析表明，这2个配合物具有类似的结构，2个金属中心原子分别由2个配体的4个菲咯啉氮原子和2个卡宾碳原子配位，呈四面体和直线型构型。体外细胞毒性研究表明，配合物NHC-Ag₂和NHC-Ag/Au具有比它们的前体咪唑盐配体和顺铂更强的抗癌活性。如在结肠癌LoVo细胞中，NHC-Ag₂和NHC-Ag/Au的IC₅₀值(半抑制浓度)分别为(5.6±0.3)μmol·L^-1和(6.4±0.3)μmol·L^-1，均优于顺铂的细胞毒性。机制研究表明，配合物NHC-Ag₂和NHC-Ag/Au引起了LoVo细胞内线粒体膜电位变化和活性氧(ROS)的过度产生，最终导致细胞膜通透性增加和细胞死亡。

To achieve efficient catalytic hydrogenation of CO₂ to formate, we employed a transmetallation strategy to develop three novel iridium(Ⅰ) complexes, which feature N-heterocyclic carbene-nitrogen-phosphine ligands (CNP) and a 1, 5-cyclooctadiene (cod) molecule: [Ir(cod)(κ³-CN^imP)]Cl (1-Cl), [Ir(cod)(κ³-CN^imP)]PF₆ (1-PF₆), and [Ir(cod)(κ³-CN^HP)]Cl (2). The ¹H NMR spectra, ³¹P NMR spectra, and high-resolution mass spectra verify the successful synthesis of these three Ir(Ⅰ)-CNP complexes. Furthermore, single-crystal X-ray diffraction analysis confirms the coordination geometry of 1-PF₆. The strong Ir—C(NHC) bond suggests that the carbene carbon plays an enhanced anchoring role to iridium due to its strong σ-donating ability, which helps stabilize the active metal species during CO₂ hydrogenation. As a result, the Ir(Ⅰ)-CNP complex exhibits remarkable activity and long catalytic lifetime for the hydrogenation of CO₂ to formate, reaching a turnover number (TON) of 1.16×10⁶ after 150 h at a high temperature of 170 ℃, which was a relatively high value among all the Ir complexes.

有机-无机卤化物钙钛矿太阳能电池(PSCs)因其优异的光伏性能(PCE)和简单的制备工艺而受到广泛关注。然而，界面处的电荷复合是制约PSCs光电转换效率进一步提高的关键因素。本文基于旋涂镀膜法利用室温合成的六氯锡酸铵(AH)晶体对钙钛矿薄膜(PSK)和电子传输层之间的界面进行修饰。AH是一种无机锡基钙钛矿材料，可以钝化PSK中的缺陷，建立更好的晶格匹配，从而提高PSK的质量和结晶度。开尔文探针力显微镜结果证实，AH促进了光生电子的定向迁移。飞秒瞬态吸收光谱结果说明AH有效缩短了电子抽取寿命，促进了界面电子转移。基于AH改性的优点，AH修饰的PSCs具有更高的PCE和更小的迟滞效应。