科研人员在低价稀土配位化学研究方面取得进展

日期： 2023-12-07

浏览次数: 28

来源：科学网

西安交通大学前沿院郑彦臻教授课题组通过采用大位阻脒基配体首次合成非传统二价稀土镝基与铽基配合物，发现脒基配体骨架不仅能够很好地稳定Dy(II)和Tb(II)离子，使其形成室温稳定的中性且C-Ln-C线性配合物骨架，同时在该配位构型下，配体对稀土中心施加非常强的配体场，使其产生大的磁各向异性和高的自旋翻转能垒，有效磁翻转能垒分别高达1920 K和1964 K，是目前二价单核单分子磁体的新纪录。近期，该研究成果发表在《美国化学会志》上并被选为封面文章。

稀土离子普遍稳定在正三价态Ln(III)，除了常见的传统正二价离子Sm(II)、Eu(II)和Yb(II)外，含有其他Ln(II)离子的配合物相对较少，因为它们具有较高的Ln(III)/Ln(II)还原电位，难以合成分离。通过化学家们不断努力，在过去的二十五年里，除了放射性Pm，所有正二价稀土配合物逐渐被分离出来，配体场已被证明是决定Ln(II)还原电势、热稳定性以及是否表现[Xe]4fn+1或[Xe]4fn5d1价电子构型的关键。由于部分非传统二价稀土离子具有较4f电子弥散性更强的5d轨道电子，因此相较于三价稀土，该类二价稀土配合物在分子磁性方面表现出更大的潜力，比如创纪录的高磁化率，基于稀土金属-金属键的高性能单分子磁体（SMM）行为，以及作为自旋量子比特的潜力。但目前大多数二价稀土配合物合成及研究主要集中在环戊二烯体系，并且通常在常温下表现热不稳定，与常见的有机溶剂反应而分解。

通过详细谱学、磁性、电子顺磁共振等实验表征并结合理论计算后发现该二价稀土基态为4fn5dz21电子结构，且4f与5d电子更接近于J-s耦合方式。该研究对热稳定二价稀土单分子磁体体系进一步扩展，说明配体供体性质和配位构型在决定非传统Ln(II)配合物的热稳定性和磁性质方面同样重要，为后续高稳定性非传统二价稀土配合物的合成有重要的指导意义，同时为镧系配体场，电子结构和磁性之间的关系提供新的见解。

相关论文信息：https://doi.org/10.1021/jacs.3c07978

上一篇：新能源材料超快动力学团队在稀土基钙钛矿防伪应用方面取得重要进展下一篇：《废弃离子型稀土矿山生态修复技术研发与应用》入选首批国土空间生态修复创新适用技术

Hot News / 相关推荐

西北工业大学栾新刚、董喜超/厦门大学余兆菊：先驱体转化法制备SiHfBCN陶瓷涂层及其高温导电性能研究

2025 - 01 - 17

点击次数: 14

来源：清华大学出版社无线声表面波（SAW）传感器在原位实时监测和准确评估高温部件的健康状况方面具有巨大潜力。作为 SAW 传感器核心单元的薄膜电极要求具备出色的高温导电性、稳定性和抗氧化性。我们采用先驱体转化陶瓷的方法，在 YCa4O(BO3)3/BN 衬底上制备了光滑致密的 SiHfBCN 陶瓷涂层。测试1200 °C热解的 SiHfBCN 陶瓷涂层1200℃高温电导率达到291.55...

磷化铌薄膜在超薄线路制造中展现潜力

2025 - 01 - 17

点击次数: 15

来源：科学网科技日报北京1月14日电（记者张梦然）据发表在《科学》杂志上的一项最新研究，美国斯坦福大学研究人员首次发现一种非晶体材料磷化铌，在制造芯片上的超薄线路时，只有几个原子厚的磷化铌薄膜导电能力比铜更好。此外，这种薄膜可在较低温度下沉积生产，与现代计算机芯片相兼容。这种新材料在未来的纳米电子学领域极具潜力，有望带来功能更强、更节能的电子产品，帮助解决当前电子产品中的电力和能耗问题。随着计算机...

利用DNA适配体对稀土元素进行动力学分析与亲和力表征

2025 - 01 - 15

点击次数: 111

来源：X-MOL稀土元素（如钪Sc、钇Y和镧系元素Ln）因其独特的物理和化学性质，被誉为“工业维生素”，广泛应用于机械铸件、发光材料、高性能永磁体和医疗设备等高科技领域。然而，由于这些元素之间的化学性质极为相似且常伴生于矿物中，它们的分离过程极具挑战性。此外，随着稀土的开采污染问题逐渐显现。快速、低成本地检测和区分稀土元素对于资源的高效利用与污染监测至关重要。核酸适配体因其独特的金属配位能力、高稳...

超快光谱建立La3Ni2O7密度波相变的压力演化相图

2025 - 01 - 15

点击次数: 127

来源：科学院物理研究所镍基超导体是继铜基和铁基之后又一个重要的高温超导家族。镍氧化物与铜氧化物具有类似的晶体结构和电子构型，为高温超导机理研究提供了新的平台。2023年中国科学家首次发现双镍氧层钙钛矿La3Ni2O7单晶在14 GPa压力下出现高达80K的超导电性，引起了国内外同行的广泛关注。该材料在常压下不具备超导电性，但可能存在两个类密度波相变。研究La3Ni2O7类密度波相变在压力下的演化过...