4月23日，宾夕法尼亚大学在《Nature Communications》上发表题为“4f-orbital covalency enables a single-crystal-to-single-crystal ring-opening isomerization in a CeIV–cyclopropenyl complex”的论文，揭示4f轨道共价性驱动Ce4+-环丙烯基配合物的单晶到单晶开环异构化。
f区元素化合物的金属-配体键通常呈现高度极化特性，仅具有微弱的共价特征。虽然5d/6d轨道已知可参与配位键形成，但最近的量子化学和光谱分析表明，4f/5f轨道在某些金属-配体键中具有显著贡献。然而，迄今尚未通过严格的对比研究和机理验证，将4f轨道共价性与独特的化学反应模式明确关联。
研究人员报道了一系列四价金属-环丙烯基配合物（M = Ti、Zr、Ce、Hf、Th），其中铈配合物通过4f共价的Ce=Cα相互作用，引发了单晶到单晶转变的开环异构化反应。该工作通过在同构的四价d区与f区金属配合物系列中，证实4f轨道共价性对反应活性的调控作用，为轨道共价性研究提供了直接证据。这些发现为研究固态化学转化中分子化合物的轨道共价效应开辟了新方向。
