碳族元素存在多种同素异形体，被广阔应用于材料科学与电子产业。配体稳定的零价碳族元素化合物具有独特的电子结构，被认为是新型碳族元素同素异形体，该类化合物可溶性的特点将极大拓展零价碳族化合物在合成化学中的应用。由于零价碳素元素化合物容易发生聚合、歧化等分解反应，它们的合成具有极大的挑战性。在早期研究中，化学家利用光谱学表征了低温下瞬态零价碳族元素化合物E_n(CO)_m (E = Si, Ge, Sn, Pb)。近年来，人们利用路易斯碱的稳定作用，成功分离了单核及双核零价碳、硅、锗和锡化合物，然而，零价铅配合物的热稳定性极差，倾向于分解成铅单质，目前仍然缺少有效的稳定策略。

南开大学化学学院和元素有机化学国家重点实验室莫贞波研究员团队一直致力于探索新型金属有机化合物与主族元素化合物的合成与应用。近日，该团队利用碳硼烷双锗宾配体的稳定作用，首次分离出了一例稳定的单核零价铅配合物，揭示了其独特结构与反应化学，与南京工业大学赵莉莉教授合作通过理论计算对化合物的电子结构进行了深入研究。

在本工作中，作者合成了一种新型碳硼烷双锗宾配体1，并利用该配体1与PbBr₂反应，得到了新颖的环状二溴代双锗基铅宾化合物2。通过化合物2与2.2当量KC₈在THF中室温反应3 h，以70%产率分离得到了双锗宾稳定的零价铅配合物3。化合物3在室温下以固体状态或溶液状态都能稳定存在，在苯溶液中加热至80 ℃开始缓慢分解成铅单质和配体1，其核磁共振铅谱在1637.6 ppm处显示单峰。化合物3的晶体数据显示，C₂Ge₂Pb五元环为平面型，Pb‒Ge键长为2.6451(5) Å和2.6515(6) Å，与文献中理论计算模拟的烷基氨基锗宾稳定的双核零价铅（2.692 and 2.685 Å）相比略短，Ge‒Pb‒Ge键角为77.09(2)°，与文献中理论计算模拟的双烷基铅宾稳定的单核零价铅（78.2°）十分接近。

作者进一步通过量子化学理论计算对化合物3的电子结构和成键方式进行了深入研究。化合物3的基态为单线态，HOMO轨道为Ge‒Pb‒Ge部分π-型离域轨道且主要贡献在Pb中心，HOMO-2轨道为Pb上的σ孤对电子所占据NBO分析显示Ge‒Pb‒Ge为三中心两电子键（Pb(38%), Ge(31%, 31%)），Pb‒Ge键的Wiberg键级数为0.99。采用能量分解分析（Energy Decomposition Analysis, EDA）方法研究发现轨道相互作用∆Eorb对化合物3的稳定提供最主要的贡献（占比48.4%），其中Pb对双锗宾的π-反馈作用占总轨道相互作用的55.2%，双锗宾对Pb两个空p轨道的σ-给电子作用分别占22.3%和16.5%。

初步反应化学研究发现，零价铅化合物3可作为Pb(0)原子转移试剂，与有机叠氮化合物反应生成亚胺基铅的四聚体4；化合物3与GeCl₂·dixoane可发生复分解反应生成零价锗化合物5，展现了零价铅3的在合成中的特殊应用。

该研究工作报道了首例稳定的零价铅化合物的分离与表征，为双核零价碳族元素化合物稳定提供了一种新的思路，对该配合物的电子结构和反应性质的阐述深化了人们对零价铅物种结构和性质的认知。