理學院
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學院概況
理學院設有數學系、物理學系、化學系、生命科學系、地球科學系、資訊工程學系6個系（均含學士、碩士及博士課程），及科學教育研究所、環境教育研究所、光電科技研究所及海洋環境科技就所4個獨立研究所，另設有生物多樣性國際研究生博士學位學程。全學院專任教師約180人，陣容十分堅強，無論師資、學術長現、社會貢獻與影響力均居全國之首。
特色理學院位在國立臺灣師範大學分部校區內，座落於臺北市公館，佔地約10公頃，是個小而美的校園，內含國際會議廳、圖書館、實驗室、天文臺等完善設施。
理學院創院已逾六十年，在此堅固基礎上，理學院不僅在基礎科學上有豐碩的表現，更在臺灣許多研究中獨占鰲頭，曾孕育出五位中研院院士。近年來，更致力於跨領域研究，並在應用科技上加強與業界合作，院內教師每年均取得多項專利，所開發之商品廣泛應用於醫、藥、化妝品、食品加工業、農業、環保、資訊、教育產業及日常生活中。
在科學教育研究上，臺灣師大理學院之排名更高居世界第一，此外更有獨步全臺的科學教育中心，該中心就中學科學課程、科學教與學等方面從事研究與推廣服務；是全國人力最充足，設備最完善，具有良好服務品質的中心。
在理學院紮實、多元的研究基礎下，學生可依其性向、興趣做出寬廣之選擇，無論對其未來進入學術研究領域、教育界或工業界工作，均是絕佳選擇。
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Item 十六族元素碲混合第六族過渡金屬 (鉬、鎢) 之團簇物與十六族元素硒混合過渡金屬 (鐵、銅) 之聚合物之合成、結構、對小分子之吸脫附能力與半導體性質討論(2020) 盧楷翔; Lu Kai-SiangTe-M−CO 系統 (M = Mo, W) 將一系列多核含碲混合第六族金屬 (鉬、鎢) 羰基團簇物，包含籠型化合物 [Et4N]4[Te7Mo6(CO)20] ([Et4N]4[1])、籃型化合物 [Et4N]4[Te6Mo6(CO)15] ([Et4N]4[2]) 及碗型化合物 [Et4N]4[Te6W5(CO)12] ([Et4N]4[3])，分別與一當量的金屬氧化試劑 [Cu(MeCN)4][BF4] 於室溫下進行反應，可獲得一系列新穎的銅引入之含碲之鉬/鎢金屬羰基團簇物。有趣的是，此系列化合物中所引入銅離子的方式與銅離子的配位模式皆不盡相同。化合物 1 之陰離子作為籠型主體並將客體銅離子嵌入籠內，形成化合物 [Et4N]3[CuTe7Mo6(CO)20] ([Et4N]3[1-Cu])。由X-ray單晶繞射儀 (X-ray single crystal diffractometer) 解析其晶體結構得知，銅離子引入後其配位數高達八配位。有趣的是，當籃型化合物 2 與銅試劑進行反應，可得頂部 Mo(CO)3 片段被置換為銅原子之化合物 [Et4N]3[CuTe6Mo5(CO)12] ([Et4N]3[2-Cu])，其分子式與結構係由元素分析 (Elemental analysis, EA)、金屬比例分析 (Energy-dispersive X-ray spectroscopy, EDS) 與理論計算 (Density functional theory, DFT) 佐證。此外，當碗型化合物 3 以相同條件進行反應，可生成與化合物 2-Cu 有相似結構之籃型化合物 [Et4N]3[CuTe6W5(CO)12] ([Et4N]3[3-Cu])。從 X-ray 電子能譜 (High resolution X-ray photoelectron spectrometer, HR-XPS) 得知化合物 1-Cu、2-Cu 與 3-Cu 內的銅原子可獲得由 Te7Mo6(CO)20、Te6Mo5(CO)12 及 Te6W5(CO)12 基團提供的電子，使銅離子由正一價氧化至接近零價。我們針對此系列銅引入/置換/加成的化合物 1-Cu、2-Cu、3-Cu 與其前驅物 1−3 及其氧化產物 [Et4N]2[Te6W5(CO)12] 與 [Et4N]2[Te12M10(CO)24] (M = Mo、W) 進行電化學、固態反射式光譜及液態電子吸收光譜的分析及比較，並以理論計算佐證。 Se−Fe−Cu−p-DCB 系統 [SeFe3(CO)9Cu2(MeCN)2] 與 1.5 當量含氮配體para-dicyanobenzene (p-DCB) 進行反應，可生成一維 (one-dimensional) 單－雙股橋接 (singly-doubly linked) Z 字線型 (zigzag chain) 聚合物 [SeFe3(CO)9Cu2(p-DCB)1.5]n (1)。過去研究結果顯示，通過溶劑輔助研磨 (Liquid-assisted grinding, LAG) 方法將苯環衍生物 (toluene、xylene、ethylbenzene、cumene、pseudocumene、propylbenzene、ethyltoluene、durene)、多苯環化合物 (naphthalene、anthracene) 以及雜環化合物 (THF) 成功引入至聚合物 1 中。由 X-ray 結構解析得知，相較於聚合物 1 ，聚合物 1-S (S = toluene、THF) 的結構中主體聚合物鏈與鏈之間可滑動形成一空間容納引入的客分子，其中客分子 toluene 與 THF 可分別以 C−H…(toluene與 C−H•••O(THF) 與主體結構中的 p-DCB 產生弱作用力，使其可穩定嵌入於主體聚合當中。有趣的是，本研究結果進一步發現聚合物 1 可透過直接研磨碳數少的 C7 和 C8 客分子 (toluene、xylene、ethylbenzene、THF) 方法 (neat grinding) 完成客分子的引入並透過 PXRD 圖譜證明。此外，進一步選用與 THF 結構相似但具有 電子之furan 或 thiophene 作為客分子進行研磨，由PXRD 光譜判斷，客分子 furan 與 thiophene 亦以 C−H…弱作用力吸附於 p-DCB 上。另一方面，在合成聚合物 1 時額外加入含硝基之苯環化合物 nitrobenzene 進行一鍋化反應，可將 nitrobenzene 做為客分子嵌入，產生聚合物 1-nitrobenzene，其PXRD 圖譜與 1-toluene 相似。有趣的是，將聚合物 1 以 nitrobenzene 溶解後於低溫再結晶七天，可得黑色針狀晶體，經 X-ray 結構解析得知，其主體聚合物結構卻為單－單股橋接 (singly-singly linked) 之 [SeFe3(CO)9Cu2(p-DCB)(nitrobenzene)2]n。此外，聚合物 1-THF 可通過減壓加熱之方式移除低沸點客分子 THF 回收聚合物 1，而含高沸點之苯環類客分子 o-xylene 的聚合物 1-o-xylene 則利用 THF/Hexane 再結晶方式得到 1-THF，再將 THF移除，回收聚合物 1。最後通過固態反射式光譜得知，聚合物 1 及其衍生聚合物具有半導體特性其能隙 (Energy gap) 範圍於 1.43－1.50 eV，並利用高解析 X-ray 電子能譜 (High resolution X-ray photoelectron spectrometer, HR-XPS) 與 X-ray 吸收近邊緣結構光譜 (X-ray absorption near-edge spectrum, XANES) 量測聚合物中銅原子之價數，結果顯示銅原子由正一價降低至零價。Item 含主族元素(硒、鍗)混合錳或鐵之金屬團簇羰機化合物：合成、反應性、物理性質及理論計算(2010) 何佳樺1. Te/Fe/CO 系統之研究 當[TeFe3(CO)9]2−與不同比例之[Cu(MeCN)4][BF4]反應，分別可得到聚合物[{TeFe3(CO)9Cu}−]與TeFe3(CO)9Cu2(MeCN)2。藉由加入[TeFe3(CO)9]2−，TeFe3(CO)9Cu2(MeCN)2可擴核形成[{TeFe3(CO)9Cu}−]與[{TeFe3(CO)9}3Cu3]3−。若[TeFe3(CO)9]2−與AgNO3反應則生成[{TeFe3(CO)9}3Ag3]3−與[Te2Fe8(CO)24Ag3]2−。然而，當[TeFe3(CO)9]2−與Cu(OAc)反應，可生成[{TeFe3(CO)9Cu}2(OAc)]3−。利用[TeFe3(CO)9]2−與[Cu(MeCN)4][BF4]及一系列L (L = 1,2-Bis(diphenylphosphino)ethane (dppe)、4,4'-dipyridyl (dpy)、1,2-bis(4-pyridyl)ethane (bpea)、1,2-bis(4-pyridyl)ethene (bpee))於不同比例下反應，分別得到TeFe3(CO)9Cu2(dppe)、[{TeFe3(CO)9Cu}2(L)]2−以及聚合物[{TeFe3(CO)9Cu2}(dpy)1.5]、[{TeFe3(CO)9Cu2}(bpea)]。然而若以TeFe3(CO)9Cu2(MeCN)2與一系列含N之L配基 (L = dpy、bpea、pyrazine (pyz))反應，可生成一系列L串接TeFe3Cu的聚合物([{TeFe3(CO)9Cu2}(dpy)1.5]、[{TeFe3(CO)9Cu2}(bpea)]、[{TeFe3(CO)9Cu2}(bpea)2.5]、[{TeFe3(CO)9Cu2}(pyz)• THF]與[{TeFe3(CO)9Cu2}(pyz)]。此外，化合物之生成及相關性質藉由理論計算進一步驗證。 2. Se/Mn/CO 系統之研究 利用Se8與六當量的Mn2(CO)10於4M KOH的甲醇溶液下反應，可得到49電子的化合物[Se2Mn3(CO)9]2−，並且其可進一步與[Cu(MeCN)4][BF4]反應形成48電子的化合物[Se2Mn3(CO)9]−。相反地，[Se2Mn3(CO)9]−亦可藉由加入強鹼溶液逆反應生成[Se2Mn3(CO)9]2−。然而，當[Se2Mn3(CO)9]−與Se8於KOH的甲醇溶液下反應，可得到擴核的產物[Se6Mn6(CO)18]4−，其更可進一步與Se8反應，繼續擴核形成[Se10Mn6(CO)18]4−。而[Se10Mn6(CO)18]4−亦可由[Se2Mn3(CO)9]2−與Se8反應而得。反之，當[Se10Mn6(CO)18]4−於強鹼條件下與Mn2(CO)10反應，可降解形成[Se2Mn3(CO)9]2−及[Se6Mn6(CO)18]4−。此外，當[Se6Mn6(CO)18]4−與[Cu(MeCN)4][BF4]或Mn(CO)5Br反應，可生成氧化物[Se2Mn3(CO)9]−與[Se5Mn4(CO)12]2−。然而，將[Se10Mn6(CO)18]4−與[Cu(MeCN)4][BF4]或Mn(CO)5Br反應，則可分別得到化合物[Se5Mn4(CO)12]2−及[Se4Mn3(CO)10]−。化合物之生成、擴核及相關性質藉由理論計算進一步驗證。 3. Se/Mn/CO 系統之研究 利用Se8與Mn2(CO)10於4M KOH的甲醇溶液下反應，可得到新穎的化合物[Se10Mn6(CO)18]4−與[Se6Mn6(CO)18]4−。當[Se10Mn6(CO)18]4−進一步與O2或CH2Cl2反應時，分別可得到氧化物[Se5Mn4(CO)12]2−與[Se8Mn4(CO)12(R)2]2− (R = CH2, Cl)。 [Se8Mn4(CO)12(CH2)2]2−更可進一步與Se8或H2O反應，生成Se-或O-取代的產物[Se8Mn4(CO)12(R)2]2− (R = Se, O)。然而，當[Se6Mn6(CO)18]4−與O2、Se8或CH2Cl2反應時，則分別可得到O-或Se-嵌入的產物[Se6Mn6(CO)18(O)]4−、[Se10Mn6(CO)18]4−以及[Se5Mn4(CO)12]2−。其中，化合物[Se10Mn6(CO)18]4−、[Se6Mn6(CO)18]4−、[Se6Mn6(CO)18(O)]4−與[Se8Mn4(CO)12(R)2]2− (R = CH2, Se, O)符合電子計算並具有2個未成對電子。此外，化合物之生成及相關性質藉由理論計算進一步驗證。Item 十六族碲三鐵羰基化合物與銅(I)及含氮異環碳烯或咪唑試劑之團簇化合物合成及其催化反應與混合十五族鉍與十六族硒之團簇化合物其反應性、電化學、電子吸收光譜與理論計算探討(2012) 簡立慈; Li-Tzu ChienTe－Fe－Cu－L (L = NHC or N-alkyl imidazole) 系統 利用 [TeFe3(CO)9]2─、[Cu(MeCN)4][BF4] 和 1-methylimidazole (MeIm) 或在其骨架上修飾有苯環之 1-methylbenzimidazole (MeBzIm) 以 1: 1: 1 或 1: 2: 2 之莫耳比反應，可獲得一系列以咪唑為配基之碲三鐵羰基含銅 (I) 團簇化合物 [TeFe3(CO)9Cu(MeIm)]─ (1)、[TeFe3(CO)9Cu2(MeIm)2] (2)、[TeFe3(CO)9Cu(MeBzIm)]─ (3)、[TeFe3(CO)9Cu2(MeBzIm)2] (4)、[(TeFe3(CO)9Cu)2(BzIm)]3─ (7)，另合成結構相似但以氮異環碳烯為配基之化合物 [TeFe3(CO)9Cu2(Me2Im)2] (6)、[TeFe3(CO)9Cu2(Me2BzIm)2] (8)。本研究以電化學、電子吸收光譜等方法，來探究氮異環碳烯配基和咪唑配基以不同之模式鍵結以及於配基上修飾苯環與否，對金屬團簇化合物所造成之影響及兩者間之差異，並搭配 DFT 理論計算加以驗證。進而對此一系列化合物於同耦合催化反應做一比較。 E－Fe－Bi (E = Se, Te) 系統 當含十五/十六族之金字塔構型化合物 [SeBiFe3(CO)9]─ (1a) 於 MeCN 中進行加熱反應，可生成新穎之四面體化合物 [SeBiFe2(CO)6]─ (2a)。而與 2a 相同構型之化合物 [TeBiFe2(CO)6]─ (2b) 則可由 [TeBiFe3(CO)9]─ (1b) 和一當量 NaBiO3 於 MeCN 下加熱約 24 小時獲得。而當 1a 和另一氧化試劑 K2SeO3 以莫耳比 1: 1於 MeCN/MeOH下反應，則可生成以 4-Bi 連接雙蝴蝶結構 Se2Fe2(CO)6 之新穎化合物 [Bi(Se2Fe2(CO)6)2] (3)。此外，化合物 1a 可和 Ru3(CO)12 以 2: 1 之莫耳比反應生成混合主族、混合金屬之八面體化合物 [SeBiFeRu3(CO)11]─ (4)。除反應性探討外，也將過去一系列同核之 [E2Fe2(CO)6]、[E2Fe3(CO)9] (E = Se, Te) 和其等電子結構之異核化合物 [EBiFe2(CO)6]─ (E = Se, 2a; Te, 2b)、[EBiFe3(CO)9]─ (E = Se, 1a; Te, 1b)，以及相同八面體結構之化合物 [ERu5(CO)14]2─ (E = Se, Te) 和 [SeBiFeRu3(CO)11]─ (3)、[TeBiRu4(CO)11]─ 做平行比較，並藉由電化學、電子吸收光譜等方法分析探討引入混合主族對其整體化合物造成之影響及 Bi 所扮演之角色，並藉由 DFT 以及 TDDFT 對其電子結構、紫外-可見光光譜之電子躍遷組成進行分析與討論。Item 主族(S,Se,Te)三鐵羰基化合物與含第十一、十二族金屬(Cu,Ag,Cd,Hg)及含磷、碳烯試劑之反應與化性和物性探討(2010) 陳彥銘利用[EFe3(CO)9]2─ (E = S, Se, Te) 與 [Cu(MeCN)4][BF4] 和一當量dppm於THF或是CH2Cl2及冰浴下反應，可得一系列不同溶劑配位雙銅含磷化合物 [EFe3(CO)9Cu2(dppm)(THF)]、[EFe3(CO)9Cu2(dppm)(MeCN)] (E = S, Se, Te)。將此具有溶劑配位之化合物用去離子水長時間充分清洗，則會獲得脫去其配位溶劑，形成雙銅含磷化合物 [EFe3(CO)9Cu2(dppm)] (E = S, Se, Te)。若將反應之dppm提高為兩當量時，可於低溫得到雙銅含磷雙橋接並具有溶劑配位化合物 [EFe3(CO)9Cu2(dppm)2(MeCN)] (E = S, Se)。而高溫反應可得雙銅含磷雙橋接無溶劑配位化合物 [EFe3(CO)8Cu2(dppm)] (E = S, Se, Te)。此外，一系列化合物具有轉換關係，亦藉由理論計算探討。Item 含主族元素 (Se、Te) 與過渡金屬 (Cr、Mo、W 、 Mn) 團簇化合物之合成與反應性及電化學研究(2008) 潘奕文[1] 碲(Te)-鉻(Cr)-鉬(Mo)、鎢(W)系統的研究 將 [Te2Cr3(CO)10]2− (1) 與 4 當量 Mo(CO)6 於 Acetone 中加熱迴流，不同的反應時間可得到不同結果：加熱反應一天可得已知之開放型結構 [Te2Mo4(CO)18]2− (2)；反應時間延長至兩天不但可得含 2 個 hydride 之主結構為四面體的 [H2Te2Mo4(CO)12]2− (3)，亦可獲得含 2 個 hydride 之主結構為八面體的擴核新結構 [H2Te3Mo5(CO)14]2− (4)；更將 Te-Cr-Mo 系統拓展至 Te-Cr-W 系統，提高反應溫度與時間可得到已知開放型結構 [Te2W4(CO)18]2− (7) 及另外兩個新的化合物類似於 Te-Cr-Mo 系統之具有 2 個 hydride結構 [H2Te2W4(CO)12]2− (7) 與 [H2Te3W5(CO)14]2− (8)。另外，我們也利用 DFT 理論計算來佐證推測之反應路徑。 [2] 碲(Se)-鉻(Cr)系統的研究 成功得到新的開放型橋接結構 [Se{Cr(CO)5}3]2− (1)，與有機試劑 CF3SO3Me 反應可得 [MeSe{Cr(CO)5}3]− (2)，與異核金屬試劑 HgCl2 反應可得以 Hg 橋接之雙聚合物 [HgSe2{Cr(CO)5}4]2− (3)；在鹼性 MeOH 或 EtOH 中加熱反應可分別得已知 [Se2Cr3(CO)10]2− (4) 及新型有機金屬團簇化合物 [Me2Se2Cr2(CO)7]2− (5)。嘗試與小分子氣體在不同條件下進行反應，可得到多種新穎之自組裝性產物，分別為 [Se3{Cr(CO)5}4]2− (6)、[Se2{Cr(CO)5}3]2− (7) 以及 [Se2Cr4(CO)18]2− (8)；並藉 DFT 理論計算佐證產物生成的可能原因及推測之反應機制。 [3] 硒(Se)-鉻(Cr)-錳(Mn)系統的研究 將 [Se2Cr3(CO)10]2− 與 1.8 當量 Mn(CO)5Br 於 Acetone 中反應，可得到兩個史無前例之 Mn 原子引入 Se-Cr 羰基化合物之結構 [Me2CSe2{Mn(CO)4}{Cr(CO)5}2]− (1) 與 [Se2Mn3(CO)10{Cr(CO)5}2]2− (2)，將化合物 2 於 MeCN 中通入 CO 氣體下加熱反應，則會得到 [Se2Mn3(CO)9]2− (3)。針對[Se2Cr3(CO)10]2−、化合物 2 及化合物 3 進行磁性分析。此外，更對化合物 2 及 3 進行電化學分析，藉由 DFT 理論計算輔佐更深入探討其氧化還原過程。 [4] 碲(Te)-鉻(Cr)-錳(Mn)系統的研究 本研究室成功得到文獻中罕見具有 Cr-Mn金屬鍵之封閉型雙三角錐結構 [Te2CrMn2(CO)9]2- (2)，以及文獻上第一個由主族元素及 Cr-Mn 鍵生成之四角錐結構化合物 [Te2CrMn2(CO)10]2- (3)，兩者可藉由 CO 氣體的通入與加熱脫除進行可逆反應。對兩者作磁性及電化學分析，發現兩者具有電化學之轉換關係，藉由固定電位方法找出開關電位之正確位置，並藉 DFT 理論計算的輔佐，推導兩者在化學上與電化學上之轉變的反應機制。Item 硒三鐵羰基化合物與無機及有機試劑的合成與其反應性探討(2008) 陳偉成; Wei-Cheng Chen1.Se─Fe─CuX系統 將[Et4N]2[SeFe3(CO)9]與CuX在不同條件比例下反應可成功合成出一系列新穎化合物 [Et4N]2[SeFe3(CO)9CuX] (X＝Cl [Et4N]2[1a]；Br [Et4N]2[1b] ；I [Et4N]2[1c])、[Et4N]2[SeFe3(CO)9Cu2X2] (X＝Cl [Et4N]2[2a]；Br[Et4N]2[2b])、[Et4N]2[{SeFe3(CO)9}2Cu4X2] (X＝Cl [Et4N]2[3a]；Br [Et4N]2[3b])和[Et4N]4[{SeFe3(CO)9Cu2Cl2}2] ([Et4N]4[4a])，並藉由DFT理論計算輔助，解釋IR吸收光譜、化合物相對穩定度與電化學上的氧化還原。 2.Se─Fe─Cu/dipyridine系統 將[Et4N]2[SeFe3(CO)9]加入[Cu(CH3CN)4][BF4]和不同dipyridine來源可成功自組裝得到一系列含羰基的新穎金屬團簇聚合物[SeFe3Cu2(tmdpy)2] (3)、[SeFe3(CO)9Cu2(dpy)3] (5)、[{(bpe)2(MeCN)2Cu}{SeFe3(CO)9Cu(bpe)}(MeCN)] (6)和[SeFe3Cu2(H2bpe)2.5] (7) (4,4′-trimethylene-dipyridine = tmdpy；4,4′-dipyridine = dpy；1,2-di(4–pyridine)ethylene = bpe；1,2-bis(4-pyridine)ethane = H2bpe)。 3.Se─Fe─CuOAc系統 將[Et4N]3[{SeFe3(CO)9Cu}2(─OAc)]與兩當量[Cu(CH3CN)4]BF4在冰浴反應5分鐘，可得到長鏈狀化合物[Et4N]3[{SeFe3(CO)9Cu2OAc}2(─OAc)] ([Et4N]3[2])，若[Et4N]3[{SeFe3(CO)9Cu}2(─OAc)]與[Cu(CH3CN)4]BF4和4,4´-dipyridine (dpy)同時反應則可得到4,4´-dipyridine取代掉OAc─ ligand當作橋接工具之化合物[Et4N]2[{SeFe3(CO)9Cu2OAc}2(─dpy)] ([Et4N]2[3])。Item 含十六族 (硫、硒、碲) 與過渡金屬 (錳、鐵、銅、汞) 團簇化合物之反應性、電化學、電子吸收光譜及理論計算(2014) 傅怡瑄1. S/Mn/CO 系統之研究 利用 S powder 與 Mn2(CO)10 以莫耳比 2：1於 1 M 或 7 M 之 KOH/MeOH 溶液中反應，可分別得到 [S2Mn3(CO)9]─ (1) 及 [HS2Mn3(CO)9]2─ (2)。若將莫耳比改為 5：1 於 4 M 之鹼性溶液中，則生成多硫之錳錯合物 [Mn3(CO)9(-S2)2(-HS)]2─ (3)。此外，團簇物 1 可於 鹼性溶液中與 CO 或 S powder 反應轉換成錯合物 2 及 3。而團簇物 2 也可藉由加入 [Cu(MeCN)4]BF4 進行氧化反應轉換回團簇物 1 並伴隨氫氣生成，或於高溫下與 S powder 反應可形成錯合物 3。反之，錯合物 3 轉換回 2 則需於鹼性條件下外加 Mn2(CO)10 而成。有趣的是，若團簇物 2與 S powder 的反應改置於室溫下，可意外得到另一錯合物 [HMn3(CO)9(-S2)2(-S)]2─ (4)。錯合物 3 及 4 為同分異構物，且動力學產物 4 可經由加熱轉換成熱力學產物 3。除此之外，錯合物 3 也可與不同氧化試劑 (例如：MeI、CH2Cl2、Mn(CO)5Br、[Cu(MeCN)4]BF4) 反應，生成氧化物 [Mn3(CO)9(-S2)(-HS)(-S2Me)]─ (5)、[{Mn3(CO)9(-S2)2(-HS)}2(CH2)]2─ (6)、[S5Mn4(CO)12]2─ (7) 及 [S4Mn3(CO)10]─ (8)。上述化合物之生成、轉換及電化學亦藉由理論計算進一步驗證。 2. E/Fe/CO (E = S, Se, Te) 系統之研究 將一維含 Cu 聚合物 [{Cu(dpy)(MeCN)2}{BF4}]n (dpy = 4,4'-dipyridine) (1) 與含十六族混合 Hg 與 Fe 羰基團簇物 [Et4N]2[{EFe3(CO)9}2Hg] (E = S, [Et4N]2[2a]；Te, [Et4N]2[2c]) 以莫耳比 2: 1 混合，利用液體輔助機械研磨方式 (liquid-assisted grinding, LAG) 分別可得到一維聚合物 [{Cu(dpy)(MeCN)}2{{SFe3(CO)9}2Hg}]n (4)及 [{Cu(dpy)(MeCN)2}2{{TeFe3(CO)9}2Hg}]n (5c)；於相似條件下，當若將聚合物 1 與 [Et4N]2[{SeFe3(CO)9}2Hg] ([Et4N]2[2b]) 或 [Et4N]2[2c] 及 dpy 以莫耳比 2：1：0.5 進行研磨，可生成混合一維及二維骨幹之陰陽離子聚合物 [{Cu(dpy)(MeCN)2}{Cu(dpy)1.5(MeCN)}{{EFe3(CO)9}2Hg}]n (E = Se, Te)。此外，固態電子吸收光譜顯示 3、4、5b 及 5c 皆具有半導體性質，其能隙落在 1.36 ~ 1.67 eV 之間。再者，此系列聚合物之生成及光學性質進一步藉由理論計算佐證。 關鍵字: 團簇物、硫、硒、碲、錳、鐵、銅、汞Item 含鉍之鉬金屬團簇化合物的離子交換反應及電化學探討與十四族(錫、鉛)元素與硫之鐵團簇化合物的合成暨電化學與電子吸收光譜探討(2013) 游翔竣1.Bi─Mo系統 以 [PPh4][BiMo3(CO)9(-OC2H4OMe)3Na] 為起始物，分別逐次滴加不等當量之金屬陽離子，利用紫外/可見光光譜觀察其陽離子能否進行交換，此外，為了觀察離子置換的能力，並藉由 1H-NMR 觀察 [PPh4][BiMo3(CO)9(-OC2H4OCH3)3Na] 與鹼金屬氯化物 (LiCl、KCl)、鹼土金屬氯化物 (MgCl2、CaCl2、SrCl2) 以及鋅族元素氯化物 (ZnCl2、CdCl2) 進行反應，利用產物之積分值計算平衡常數，再者，為了探討不同離子引入後的氧化還原行為，進一步偵測此系列化合物 [BiMo3(CO)9(- OC2H4OMe)3ML]─ (ML = Li、Na、Ca(OAc)、Cd(OAc)、CoCl、ZnCl) 以及 [BiMo3(CO)9(-OC2H4OMe)3ML] (ML = Sn、Ca(MeCN)2) 的電化學圖譜，並搭配理論計算加以佐證。 2.E─S─Fe系統 (E = Sn, Pb) 利用十四族鐵團簇化合物 [EFe3(CO)9]2─ 或 [EFe4(CO)16]2─ (E = Sn, 1a; Pb, 1b) 與硫粉在 MeOH 下進行反應可成功合成出混合 14 與 16 族之鐵團簇化合物 [ES2Fe4(CO)14]2─ (E = Sn, 2a; Pb, 2b) 。 根據 X-ray 構造解析，化合物 2a 和 2b 是由 [E{Fe(CO)4}2]2─ 片斷連接蝴蝶型結構 [S2Fe2(CO)6] 而成的團簇化合物。此外將團簇化合物 2a 和 2b 和起始物 [EFe4(CO)16]2─ (E = Sn, 1a; Pb, 1b) 進一步藉由電化學以及電子吸收光譜並搭配 DFT 理論計算，探討引入 S 對其化合物之影響及其主族所扮演之角色。