这篇文章华算科技系统对比了单原子与团簇催化剂在原子结构、电子特性和催化机制方面的本质差异离域电子结构的区别，学会根据反应路径选择合适催化剂单原子指金属以孤立形式锚定于载体表面–团簇则含数个至数十个金属原子–与缺晶格长程有序，表面低配位原子比例高，可在原子尺度上调控电子结构、自旋态及电荷分布，成为连接单原子与纳米颗粒的过渡尺度催化单元（图1）。

单原子与团簇分别代表着催化体系中高度离散化的单点活性中心与受限但具备协同电子结构效应的有限粒子体系。二者在原子尺度结构、配位环境、电荷分布、电子态密度及表面吸附行为等方面表现出根本性差异在结构层面，单原子通常指以孤立形式锚定在载体表面、缺陷“零维点位”结构（图2）。

10.1038/s41929-022-00756-910.1038/s41586-022-05251-6相较之下，金属团簇则是由数个（通常为至几十个）金属原子以高度有序或半有序方式聚集而成，保留部分金属–金属键连接与离域电子分布。，具体形貌受制于元素种类、配位数、表面张力与晶格应变等因素的耦合调控（图3）。

10.1038/s41565-021-00951-y在电子结构层面，单原子由于缺乏金属间的轨道重叠，d，表现出类似原子轨道态的能级离散性，价态分布受限于其与载体之间的界面电荷转移。其，导致其对电子供体或电子受体的反应中间体具备选择性响应能力（图4）。

团簇则由于金属原子之间存在一定程度的轨道杂化整体带态密度趋于半连续分布图5. 团簇的动态电子结构。DOI: 10.1021/acscatal.2c05072。

单原子与团簇在催化中的影响

其氧化还原性能表现为准分子态行为。特别是在电催化与光催化图6. 单原子在催化中的应用。DOI: 10.1021/jacs.2c07178。