本网讯 近日，中南大学物理学院林旭辉副教授联合北卡罗来纳大学格林斯伯勒分校莫亦荣教授，在金属激发态芳香性理论研究领域取得重要突破。相关研究成果以《金属苯体系的克雷格激发态芳香性：存在形式、形成条件与内在机制》（Craig Excited-State Aromaticity in Metallabenzenes: How, When, and Why?）为题，发表于《美国化学学会期刊》（J. Am. Chem. Soc.）。林旭辉副教授为论文第一作者兼通讯作者，莫亦荣教授为共同通讯作者，物理学院硕士研究生魏明阳参与了部分研究工作。

芳香性是现代物理化学最核心的基础概念之一，也是教科书中的核心知识点。芳香性分子与材料是医药研发、光电子材料、化工催化等诸多关键领域的核心物质基础，在新材料、新能源产业中发挥着重要作用。除了教科书重点讲授的经典休克尔芳香性外，克雷格芳香性是另一类重要的芳香性体系：该理论最早于1958年由英国科学家克雷格（D. P. Craig）在《自然》（Nature）杂志发表论文提出，2013年由中国科学院院士夏海平课题组通过实验首次证实。而过渡金属体系中的芳香性，恰恰是经典休克尔芳香性与克雷格芳香性的混合体，两种芳香性的耦合叠加，也成为该领域研究的核心难点。相较于由实验验证的基态芳香性，克雷格激发态芳香性始终缺乏直接的理论证据与系统认知，学界既无法严谨证实其在激发态下的真实存在，也未能厘清其形成条件、转换规律与内在作用机制。

克雷格激发态芳香性的理论证据与模型示意图

针对这一研究现状和困难，研究团队对元素周期表中典型的前、后过渡金属苯体系开展了系统研究，首次从理论层面严格证实了克雷格激发态芳香性的真实存在；基于价键理论，揭示了克雷格激发态芳香性的成键本质，厘清了休克尔与克雷格两种芳香性的转换机制；借助自主发展的块定域波函数方法，实现了克雷格与休克尔芳香性的有效区分，解决了领域内长期存在的两种芳香性“拆不开、分不清”的技术难题。在此基础上，团队还厘清了过渡金属参与芳香性的电子数争议，提出两大核心判定原则，最终建立起可统一阐释前、后过渡金属苯电子结构的完整理论框架，填补了该领域的关键理论空白。

该研究首次将克雷格芳香性从基态完整延伸至激发态，极大拓宽了芳香性理论的研究边界，丰富了其科学内涵，是金属芳香性领域的一项标志性进展。研究构建的基于价键理论的金属激发态芳香性计算方法，充分展现了价键理论在复杂重元素体系化学键研究中的独特优势，为原子分子物理、理论化学等相关基础学科发展提供了全新的理论思路与研究工具。同时，该成果为新型芳香性金属有机化合物的精准设计提供了理论支撑，对我国绿色能源转化、新型光电子产业高质量发展具有重要的推动作用。

（一审：李庆达 二审：唐潇珺 三审：韩艳）