Interpreting the Cu–O2 Antibonding Nature in Two Cu–O2 Complexes from Cu L-Edge X-ray Absorption Spectra

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作者
Sheng-Yu Wang,Jun-Rong Zhang,Meiyuan Guo,Weijie Hua
出处
期刊:Inorganic Chemistry [American Chemical Society]
卷期号:62 (42): 17115-17125 被引量:2
标识
DOI:10.1021/acs.inorgchem.3c01896
摘要

Cu-O2 structures play important roles in bioinorganic chemistry and enzyme catalysis, where the bonding between the Cu and O2 parts serves as a fundamental research concern. Here, we performed a multiconfigurational study on the copper L2,3-edge X-ray absorption spectra (XAS) of two copper enzyme model complexes to gain a better understanding of the antibonding nature from the clearly interpreted structure-spectroscopy relation. We obtained spectra in good agreement with the experiments by using the restricted active space second-order perturbation theory (RASPT2) method, which facilitated reliable chemical analysis. Spectral feature interpretations were supported by computing the spin-orbit natural transition orbitals. All major features were assigned to be mainly from Cu 2p to antibonding orbitals between Cu 3d and O2 π*, Cu 3d-πO-O* (type A), and a few also to mixed antibonding/bonding orbitals between Cu 3d and O2 π, Cu 3d ± πO-O (type M). Our calculations provided a clear illustration of the interactions between Cu 3d and O2 π*/π orbitals that are carried in the metal L-edge XAS.
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