The past decades have witnessed great advances in the synthesis, structure determination, and properties investigation of coinage metal nanoclusters. These monodisperse clusters have well-defined molecular structures, which is advantageous in correlating structures and properties. Metal nanoclusters are large molecules consisting of many components, so it is a big challenge to prepare them in a rational way. Strenuous efforts have been made to control their geometric and electronic structures, in order to optimize their various properties. A metal nanocluster normally contains a metal core and a peripheral ligand shell. The ligands do not only function as simple stabilizing agents. It has been revealed that these ligands are able to influence the formation processes of the nanoclusters, and they may also dictate the sizes, shapes, and properties of nanoclusters. There are mainly three types of ligands that are widely used as surface anchors on coinage metal nanoclusters: thiolates, phosphines, and halides. Recent ligand engineering has extended the scope to alkynyl ligands. As alkynyl ligands are versatile in interacting with metal atoms, interesting alkynyl-metal interfacial structures including linear, L-shaped, and V-shaped staple motifs can be generated, as well as a series of novel coinage metal nanoclusters that exhibit intriguing molecular geometries. The staple motifs do not simply resemble the surface structures of thiolate-protected nanoclusters, because the incorporation of alkynyl ligands may significantly alter diverse properties of nanoclusters. Compared with thiolate-protected gold nanoclusters, alkynyl-protected ones with identical metal cores exhibit distinctly different absorption profiles and show much improved catalytic activities for semihydrogenation of alkynes. In addition, the participation of alkynyl ligands could profoundly affect the luminescent properties of nanoclusters. These "ligand effects" are mainly attributed to the different nature of alkynyl ligands, as electronic perturbation through π-conjugated units may largely modulate the electronic structure of the whole cluster. In this Account, we describe the development of coinage metal nanoclusters protected with alkynyl ligands. We will first briefly bring up the emergence of alkynyl ligands as anchoring groups on the surfaces of nanoclusters. Then we present the direct reduction method for the synthesis of the following four categories of nanoclusters: (a) gold nanoclusters with mixed-ligand shells, (b) all alkynyl-protected gold nanoclusters, (c) heterobimetallic gold nanoclusters, and (d) silver nanoclusters. Their molecular structures are described, and their various alkynyl-metal interfacial structures are compared with thiolate-metal staples. Finally, ligand effects on the properties of the clusters, including optical absorption, luminescence, and catalysis, are discussed. The alkynyl ligands play an important role in terms of both structural and property aspects. We believe this Account will attract increasing attention to alkynyl ligands, which have shown promising potential in generating new structures and properties of coinage metal nanoclusters.

Due to the stability issue, It is difficult to prepare a silver nanocluster bearing functional sites, especially at a large scale. We report the synthesis and structure of a stable silver nanocluster bearing multiple surface aldehyde groups [Ag21(Ph2PO2)10(p‐CHOPhC≡C)6]SbF6, which allows for postsynthesis modification such as surface functionalization through aldimine condensation to give homochiral clusters. Remarkably, the preparation of this cluster can be done in ~90% high yield at gram scale, which facilitates further studies and potential applications. Through DFT calculations and geometric structure analysis, the high stability of this cluster is attributed to the geometric closure and electronic structure. This is the first time that an effective one‐pot method has been developed to synthesize functional silver nanoclusters in high yield. The title cluster will be useful in the development of a variety of cluster‐based materials.

Abstract A ‘passivated precursor’ approach is developed for the efficient synthesis and isolation of all‐alkynyl‐protected gold nanoclusters. Direct reduction of dpa‐passivated precursor Au‐dpa (Hdpa=2,2’‐dipyridylamine) in one‐pot under ambient conditions gives a series of clusters including Au 22 (C≡CR) 18 (R=−C 6 H 4 −2−F), Au 36 (C≡CR) 24 , Au 44 (C≡CR) 28 , Au 130 (C≡CR) 50 , and Au 144 (C≡CR) 60 . These clusters can be well separated via column chromatography. The overall isolation yield of this series of clusters is 40 % (based on gold), which is much improved in comparison with previous approaches. It is notable that the molecular structure of the giant cluster Au 130 (C≡CR) 50 is revealed, which presents important information for understanding the structure of the mysterious Au 130 nanoclusters. Theoretical calculations indicated Au 130 (C≡CR) 50 has a smaller HOMO‐LUMO gap than Au 130 (S−C 6 H 4 −4−CH 3 ) 50 . This facile and reliable synthetic approach will greatly accelerate further studies on all‐alkynyl‐protected gold nanoclusters.

Three cases of aminobenzoic acid hybrid polyoxotungstates, Na3(H3O)2[(HPW6O21) (O2CC6H4NH2)3]·7H2O (1), K2(H3O)4[(AsW6O21)(O2CC6H4NH2)3]·4H2O (2), and [(H2N(CH3)2]3Na2(H3O)[(SbW6O21) (O2CC6H4NH2)3]·7H2O (3), were successfully synthesized. This is the first report of the successful assembly of the hexanuclear {XW6} (X = HPIII, AsIII, or SbIII) clusters and organic carboxylic acid (para aminobenzoic acid) ligands. All three hybrids feature a common {XW6} unit composed of a six-membered {WO6} octahedral ring capped by one {XO3} trigonal pyramid. Furthermore, these hybrids possess an extensive three-dimensional network of hydrogen bonds, which not only provide high thermal stability but also contribute to excellent proton conductive performances. Simultaneously, based on the Hirshfeld partition analysis, combined with the interaction between POMs and water molecules, the proton transport mechanisms of three hybrids were highlighted.