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由于铍的极端生物毒性，其化学性质是所有非放射性元素中了解最少的。这种毒性体现了铍的特殊化学性质：所有金属最小的离子半径并具有无与伦比的电荷密度。由于双阳离子的高度极化特性，其键合相互作用通常具有相当大的共价特征。
关键问题
鉴于铍键合的共价能力，铍键合的基本性质已经争论了一个多世纪。基本分子轨道理论预测二铍(Be2)的键级应为零，直到最近才对气态Be2中铍-铍相互作用的真实性质有了实质性了解。尽管在2000年代初期有关于锌-锌和镁-镁键的开创性报道，并且对含铍类似物的潜在稳定性进行了大量量子化学研究，但分离出一种在凝聚相中具有铍-铍键的化合物仍没有实现。鉴于缺乏以铍-铍键为特征的化合物，近年合成研究主要集中在制备氧化还原非无害卡宾配体稳定的低价铍。然而，这种研究已被证明是有争议的，并且是文献中持续争议的话题。
新思路
有鉴于此，牛津大学Josef T. Boronski教授（一作兼通讯）等人报道了用二聚镁(I)络合物还原二茂铍(BeCp2)来制备和分离该化合物，并通过X射线晶体学测定了其在固态下的结构。二苄基二茂铁在形成铍铝和铍锌键的反应中充当还原剂。量子化学计算表明二苄基茂的电子结构与简单的双原子物种二苄基铍(Be2)之间存在平行关系。
作者利用二镁(I)试剂充当还原剂，合成了二铍茂，并表征了Be-Be键的存在以及其原子结构。作者对2进行了量子化学计算，表明 Be-Be相互作用存在非核吸引子，使用量子晶体学方法进一步证明合成的化合物不具有桥接氢化物配体。作者探讨了化合物2作为低价铍来源的反应性，表明其不与H2反应，但可以定量地产生铍-铝基化合物，证明了2对于合成铍金属键的作用。1、首次在实验室合成了稳定且具有Be-Be键的明确的Be(I)化合物作者提出了二苄基二茂铍CpBeBeCp，这是一种明确的铍(I)化合物，在凝聚相中稳定并具有 Be-Be键。实验测定的二苄基茂(在80 °C下可长期稳定存在)的性质验证了过去量子化学预测的二苄基二茂铍歧化为Be(0)和BeCp2的稳定性。作者注意到二镁(I)试剂已用于各种有机金属化合物的受控还原。在室温下，在惰性气氛下，一当量的3与两当量的BeCp2在甲苯中的反应导致定量形成二铍茂CpBeBeCp和MesNacnac)MgCp，如NMR光谱所证明，分离产率为 85%。化合物2通过单晶X射线衍射证明具有两个通过铍-铍键连接的半夹心（环戊二烯基）铍单元，Be1–Be2距离为铍的单键共价半径之和(2.04 Å)。NMR研究表明，2中的铍中心与1中的铍中心相似，富含电子，这与2作为金属-金属键合铍(I)化合物的描述一致。2的ATR IR光谱与为该络合物计算的光谱非常匹配。
对2进行了量子化学计算，关键结构参数与晶体学确定的参数一致。计算表明HOMO和LUMO之间的能量差为5.541 eV，2的HOMO被计算为Be-Be s 键合轨道，具有一些Be-Cp s 键合特征。双茂的 Be-Be s*反键轨道的能量明显低于 Be-Be p 键轨道，这意味着进一步还原2会导致Be-Be相互作用减弱。通过NPA和分子原子量子理论(QTAIM) 计算探索了2中的电荷分布，表明Be-Be相互作用存在非核吸引子，每个铍中心的 NPA 电荷较低(+0.84)。作者使用量子晶体学方法进一步证明合成的化合物不具有桥接氢化物配体。
图 2与金属-碘化物络合物的反应性，导致形成铍-金属键合络合物1和5鉴于2中的金属-金属键，作者探讨了它作为低价铍来源的反应性。即使在高温下，配合物2也不与H2反应。然而，化合物2还原(NON)AlI以干净且定量地产生铍-铝基化合物1和 CpBeI，证明了2对于合成铍金属键的有用性。化合物5中的Zn-Be键代表了铍-金属键合组合的一个非常罕见的例子，并为2本身的构成提供了进一步的证据。
展望
总之，作者成功合成了二苄基二茂铍，证明了Be-Be键的稳定存在。作者通过多种表征证明了Be-Be键的存在，且所合成的化合物种Be-Be的距离与该化合物所有先前量子化学研究一致。JOSEF T. BORONSKI, et al. Diberyllocene, a stable compound of Be(I) with a Be–Be bond. Science, 2023, 380(6650): 1147-1149DOI: 10.1126/science.adh4419https://www.science.org/doi/10.1126/science.adh4419
