Уильям Дж. Эванс — заслуженный профессор Калифорнийского университета в Ирвайне, специализирующийся на неорганической и металлоорганической химии тяжелых металлов, в частности редкоземельных металлов (то есть Sc, Y и лантаноидов), актинидов и висмута. Он опубликовал более 500 рецензируемых научных работ по этим темам.
Эванс родился в Мэдисоне, штат Висконсин , и вырос в Меномони-Фолс, штат Висконсин. Он получил степень бакалавра наук в Университете Висконсин-Мэдисон в 1969 году, где он проводил исследования по химии пентаборана под руководством профессора Дональда Ф. Гейнса. Впоследствии он учился в Калифорнийском университете в Лос-Анджелесе , где получил степень доктора философии в 1973 году. Его докторское исследование по синтезу металлокарборанов было проведено под руководством профессора М. Фредерика Хоторна . Он проводил постдокторские исследования в Корнеллском университете по синтезу фосфитных комплексов переходных металлов под руководством профессора Эрла Л. Мюттертиса .
Эванс начал свою независимую исследовательскую карьеру в 1975 году в Чикагском университете . Он выбрал область исследований, совершенно отличную от его образования и опыта, а именно химию редкоземельных металлов и актинидов, с центральным тезисом о том, что особые свойства этих металлов должны приводить к уникальной химии. Он использовал исследовательский синтез для создания новых молекулярных видов с соответствующими координационными средами, чтобы обеспечить доступ к особой химии этих металлов. После получения постоянной должности в Чикаго в 1982 году он был принят на работу в Калифорнийский университет в Ирвайне, где он является профессором с 1983 года. Среди его недавних достижений в UCI — открытие молекулярных видов, содержащих девять новых состояний окисления редкоземельных и актинидов.
Эванс — один из немногих, кто получил награды Американского химического общества (ACS) как по неорганической, так и по металлоорганической химии. Он также получил премию сэра Эдварда Франклина и премию столетия Королевского химического общества, премию Фрэнка Спеддинга за выдающиеся достижения в области науки и технологий редкоземельных элементов, премию Terrae Rarae Общества Tage der Seltenen Erden в Германии, премию Ричарда К. Толмена Южнокалифорнийского отделения ACS [1], специальную премию за расширение творческого потенциала от Национального научного фонда, премию UCI Distinguished Faculty Award за исследования и премию UCI Physical Sciences Outstanding Contributions to Undergraduate Education Award. Он также был удостоен высшей награды UCI для преподавателей — премии Lauds and Laurels Outstanding Faculty Achievement Award. Недавно он был назначен директором Квантового института Эддлмана в UCI и активно продвигал междисциплинарную квантовую науку.
Эванс первоначально исследовал методы паров металлов для создания новых классов комплексов лантаноидов в степени окисления 0. [2] В попытках охарактеризовать эти продукты он идентифицировал первые кристаллографически охарактеризованные гидриды лантаноидов, [(C 5 H 5 ) 2 (THF)Ln(μ-H)] 2 (Ln = редкоземельный металл), и первый растворимый металлоорганический комплекс самария в степени окисления +2, (C 5 Me 5 ) 2 Sm(THF) 2 . Последний комплекс продемонстрировал, что комплексы лантаноидов могут осуществлять активацию малых молекул уникальными способами, например, путем восстановительной гомологизации трех молекул CO в (O 2 CC=C=O) 2- . Десольватация (C 5 Me 5 ) 2 Sm(THF) 2 привела к образованию первого изогнутого металлоцена без других лигандов, (C 5 Me 5 ) 2 Sm. [3]
Декаметилсамароцен, как его назвали, оказался неожиданным, поскольку ранее считалось, что для образования двухкольцевых металлоценов требуются большие циклооктатетраенильные кольца с лантаноидами и актиноидами. (C 5 Me 5 ) 2 Sm был еще более необычен тем, что имел изогнутую геометрию вместо параллельной плоской структуры, подобной ферроцену, ожидаемой для простого ионного комплекса иона +2 с двумя большими анионными циклопентадиенильными кольцами.
(C 5 Me 5 ) 2 Sm предоставил первое доказательство существования комплекса редкоземельного металла с диазотами, [(C 5 Me 5 ) 2 Sm] 2 (μ-η 2 :η 2 -N 2 ). Что еще более важно, это был первый пример копланарного расположения диазота с двумя атомами металла. Предыдущие комплексы M 2 N 2 имели геометрию бабочки, в которой каждый металл мог взаимодействовать с перпендикулярной пи-связью N−N.
Последующие исследования восстановления диазота на основе лантаноидов привели к более чем сорока кристаллографически охарактеризованным примерам ранее беспрецедентных планарных структур M 2 (μ-η 2 :η 2 -N 2 ). Эти исследования также привели к первым примерам комплексов радикальных анионов (N 2 ) 3- и (NO) 2- . В сотрудничестве с профессором Джеффри Р. Лонгом было обнаружено, что комплексы (N 2 ) 3- представляют собой новый класс одномолекулярных магнитов.
Синтетическое исследование Эванса (C 5 Me 5 ) 2 Sm привело к открытию серии стерически переполненных трис(пентаметилциклопентадиенил) (C 5 Me 5 ) 3 M комплексов (M = редкоземельный элемент и актинид). Ранее считалось, что три из этих больших лигандов не могут поместиться вокруг любого металла. Это открытие было важным, поскольку длины связей металл-лиганд в этих комплексах были на 0,1 Å длиннее обычных расстояний. Стерически переполненные (C 5 Me 5 ) 3 M комплексы демонстрируют восстановительную химию, называемую стерически индуцированным восстановлением (SIR), а также η 1 -алкильную реакционную способность.
Дальнейшее исследование восстановления диазота привело к синтезу первых кристаллографически характеризуемых молекулярных комплексов, содержащих ионы Pr 2+ , Gd 2+ , Tb 2+ , Ho 2+ , Y 2+ , Er 2+ , и Lu 2+ . Эти новые ионы лантаноидов неожиданно имели электронные конфигурации 4f n 5d 1 , а не обычную конфигурацию 4f n+1 , полученную при восстановлении ионов 4f n Ln 3+ Eu, Yb, Sm, Tm Dy и Nd. Первые молекулярные комплексы U 2+ и Th 2+ также были обнаружены в лаборатории Эванса. В случае Th 2+ комплекс содержал первый пример любого иона с электронной конфигурацией 6d 2 . Это ожидаемая конфигурация для сверхтяжелых ионов металлов, таких как Rf 2+ и Db 3+ . [4]