在材料科學領域，科學家一直在追尋著一個目標：能夠預測並合成出具有特定結構的化合物。在分子系統中，這樣的預測、合成系統已經相當成熟，但對於無機固體材料來說，要達到類似的結果仍相當困難。困難的主要原因在於，即使是微小的化學組成變化，也可能引發劇烈的結構變化。為了解決這項困難，科學家需要發展出可預測的「結構—組成關係」框架，而相同系物（phase homologies）正是這樣的框架。相同系物的概念最早可追溯至1950年代Magnéli等人對鈦氧化物的研究，他們發現一系列的鈦氧化物（Ti_nO_2n−1）可以透過晶體剪切機制（crystallographic shear mechanism）形成，系列中的每個成員都有不同的化學計量比和可預測的結構。這個概念後來被延伸到氧化物、金屬間化合物（intermetallic）、硫族化物和鹵化物等材料系統中。那麼，是否存在一種化學計量比固定、但結構卻能系統性演化的同系物系列？如果存在，驅動這種結構演化的化學原理是什麼？

近日，美國阿貢國家實驗室和西北大學的研究團隊，成功合成出一個全新的相同系物系列BaSbQ₃（Q = Te_1−xS_x），該系列至少包含10個成員，每個成員都具有相同的化學計量比（Ba：Sb：Q = 1：1：3），但卻展現出截然不同的晶體結構。研究團隊發現，這個系列的結構演化是由「陰離子差異」所驅動，具體來說，是利用硫和碲在電子親和力上的差異來控制結構。由於硫的電負度較高，它會選擇性地佔據較富電子的Te²⁻位點，形成有序的多陰離子結構；而這種選擇性也會改變碲網絡中的電子分佈，將更多的碲從富電子的Te²⁻狀態轉變為較缺電子的多碲化物[Te_n]²⁻狀態。這個轉變，讓多碲化物的結構從單一的鋸齒鏈逐步發展到延伸的二維方形網絡。研究團隊還發現，所有這些相的結構都可以用兩種基本單元來描述，A₁單元（BaSbSTe₂）和B_n單元（Ba_nSb_nS_n−1Te_2n+1），例如Ba₂₂Sb₂₂S₁₈Te₄₈可以表示成(A₁)₂(B₅)₄、Ba₁₅Sb₁₅S₁₂Te₃₃可以表示成A₁B₄(B₅)₂。研究人員表示，這樣的規則不僅能解釋已知的10個成員，還能預測尚未發現的同系物成員。