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稀土元素的价电子结构和熔点、结合能的关联性

孟振华 李俊斌 郭永权 王义

稀土元素的价电子结构和熔点、结合能的关联性

孟振华, 李俊斌, 郭永权, 王义
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  • 稀土是重要的战略物资资源,有一些已形成产业,在永磁、发光、催化和储氢等方面有着重要的作用. 对稀土及其化合物的研究一直是国内外研究的热点.对稀土原子结构和价电子结构的研究有助于对其的更深刻的理解. 依据固体与分子经验电子理论,对镧系稀土和Sc, Y的价电子结构进行系统地研究, 并以此为基础,对它们的熔点和结合能做进一步分析,分析结果和实验值相符. 研究结果表明:稀土金属的结构与晶格电子和共价电子密切相关,随着晶格电子向共价电子的转换, 稀土金属的熔点趋于增加.稀土的价态变化也是影响电子分布和性能的主因, 如: Sm和Eu的熔点与电子结构的关系不同于其他稀土,外壳层的共价电子之间的转化是其熔点与其他元素之间差别较大的主要原因.稀土的4f电子对结合能的影响大,这是源于其4f电子引发的收缩效应. 此结果揭示了决定稀土熔点和结合能的主要因素是稀土的价电子结构的变化.
    • 基金项目: 国家自然科学基金(批准号: 51141006)资助的课题.
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出版历程
  • 收稿日期:  2011-06-07
  • 修回日期:  2012-05-28
  • 刊出日期:  2012-05-05

稀土元素的价电子结构和熔点、结合能的关联性

  • 1. 华北电力大学能源动力与机械工程学院, 北京 102206
    基金项目: 

    国家自然科学基金(批准号: 51141006)资助的课题.

摘要: 稀土是重要的战略物资资源,有一些已形成产业,在永磁、发光、催化和储氢等方面有着重要的作用. 对稀土及其化合物的研究一直是国内外研究的热点.对稀土原子结构和价电子结构的研究有助于对其的更深刻的理解. 依据固体与分子经验电子理论,对镧系稀土和Sc, Y的价电子结构进行系统地研究, 并以此为基础,对它们的熔点和结合能做进一步分析,分析结果和实验值相符. 研究结果表明:稀土金属的结构与晶格电子和共价电子密切相关,随着晶格电子向共价电子的转换, 稀土金属的熔点趋于增加.稀土的价态变化也是影响电子分布和性能的主因, 如: Sm和Eu的熔点与电子结构的关系不同于其他稀土,外壳层的共价电子之间的转化是其熔点与其他元素之间差别较大的主要原因.稀土的4f电子对结合能的影响大,这是源于其4f电子引发的收缩效应. 此结果揭示了决定稀土熔点和结合能的主要因素是稀土的价电子结构的变化.

English Abstract

参考文献 (19)

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