4fN-15d组态自旋允许与禁戒跃迁能级的研究

通过稀土光谱理论，计算了三价稀土离子的4f^N-15d组态能级的f与d电子间的库仑相互作用，结果表明对于重稀土元素，其自旋允许跃迁能级位置高于自旋禁戒跃迁能级位置，并且两种能级间的能级差随f电子数的增加而依次减小。对于轻稀土元素,则自旋禁戒跃迁能级位置高于自旋允许跃迁能级位置。结果很好地解释了自旋禁戒跃迁能级的光谱现象。     

稀土(Nd~(3+)、Ho~(3+)、Er~(3+))二戊基亚砜配合物f→f跃迁的振子强度

自Judd-Ofelt理论计算镧系离子f→f跃迁光谱振子强度取得成功以来,关于镧系离子溶液体系的“超灵敏跃迁”研究已引起国内外关注。本文报道了不同碱性溶剂对稀土(Nd~(3+)、Ho~(3+)、Er~(3+))高氯酸盐二戊基亚砜配合物“超灵敏跃迁”的影响。1 理论和计算 Judd-Ofelt理论认为,因镧系离子f→f电偶极跃迁是宇称禁戒的,若镧系离子偏离周     

LiYF4晶体中Ho3+离子真空紫外吸收光谱的理论解析

运用配位场理论方法获得了Ho3+离子低自旋4f95d组态的谱项和J-光谱多重态,根据电偶极跃迁选律合理地解析了LiYF4晶体中Ho3+离子在真空紫外区(120～160 nm)的吸收光谱,4个主要的吸收峰分别被归属为从基态(5I8)到Ho3+离子的低自旋4f95d组态的自旋允许跃迁。     

圆偏振发光光谱及其应用(下)——应用部分

对镧系离子配合物的研究由于镧系离子f-f跃迁的ε及Δε(手性体系对左、右圆偏振光的吸收系数及其差值)都很小(一般ε<5),很难用CD吸收光谱进行测量和分析。另一方面,Tb~(3+)和Eu~(3+)等三价镧系离子螯合体系在溶液中室温下辐照时都能发光,而且当Ln~(3+)(Ln代表镧系元素)处于手性配体环境中时,其f-f跃迁也呈现出天然的光学活     

稀土离子的高能光谱

讨论了稀土离子在能量高于50000 cm-1(波长短于200 nm)的光谱, 包括4f-4f跃迁, 4f-5d跃迁, 4f-6s跃迁, 基质吸收和电荷迁移带. 利用Dorenbos 提出的公式 E(Ln,A)=49340-D(A)+ΔELn,Ce, 指认了Sm3 +离子在我们合成的Ba3BP3O12中的4f-5d跃迁的能量值为170 nm. 利用我们提出的稀土离子光学电负性χM 与标准还原电位E0Ln的关系式 E 0Ln(Lnn+→Ln(n-1))=4.273 χM-7.776 (其中 n=3或4), 从稀土离子的光学电负性χM与JJrgensen提出的公式Ec t=[χX-χM]×30000 cm-1, 估算出Er3+和Eu3+ 离子在含氧杂质的LiYF4∶Er和LiYF4∶Eu3+中Er-O和Eu3+-O的电荷迁移带的能量, 以及LiYF4∶Eu3+中Eu3+-F的电荷迁移带的能量, 估算值与文献报道的实验值基本相符.     

钕（Ⅲ）和铒（Ⅲ）氨基酸配合物吸收光谱的超灵敏性

本文报道了Nd~(3 ),Er~(3 )和谷氨酸、天冬氨酸、天冬酰胺体系的f-f跃迁吸收光谱。根据Judd-Ofelt方程计算了f-f跃迁的振子强度和参数T_λ(λ=2,4,6),讨论了溶液中pH值、配体浓度和碱度对镧系离子‘超灵敏”跃迁振子强度和T_λ参数的影响,讨论了‘超灵敏’跃迁振子强度和T_2的相关性及溶液中镧系离子与氨基酸形成的物种。     

钕离子(Nd^3^+)的光谱性质——-谱线位移与共价程度

镧系离子的4f轨道在空间上被5s~25p~6轨道所屏蔽,因此不太被配位场所影响,所以以前认为稀土化合物是属离子型化合物.但大量事实表明.屏蔽并不是完全的,配位场的作用仍不可忽略,有一些镧系化合物并不是纯离子型的,而是有一定程度的共价性.这可从它们的f-f跃迁的光谱谱线在配位场的作用下发生位移而得到证明.在配位场的作用下,4f轨道仍有一点伸展扩大,与5d轨道混合而参与成键,从而有一定程度的共价性.由于这种电子云的扩大效应(nephelauxetic effect),使电子间的互斥减小,从而减少了多重项之间的间距,使谱线发生向长波的位移(红移).因此,可根据谱线的红移作为镧系离子与配位体之间的共价程度的测量.由于目前对气态的镧系自由离子的吸收光谱还没有做过很多工作,缺乏数据,因此,目前只能相对于镧系的水合离子来测定镧系化合物的相对谱线位移.     

基于顺磁稀土离子的磁性分子材料

构建含镧系稀土金属离子的分子基磁性材料是当前分子磁学研究的重要领域之一．本文按照单稀土离子,稀土离子-稀土离子（4f-4f）相互作用体系,稀土离子．过渡金属离子（4f-3d）相互作用体系,稀土离子．自由基（4f-p）相互作用体系的顺序,介绍了含镧系稀土金属离子的单离子磁体,基于稀土金属离子,过渡金属离子和自由基多核簇的单分子磁体、单链磁体和磁有序体系的磁学性质．根据磁性分子材料中自旋载体和磁耦合性质的不同,分别用实例介绍了磁耦合、磁有序和磁驰豫性质的特点和来源．首先,本文综述了孤立的单稀土离子配合物体系的结构和磁学性质．由于稀土金属离子的4f电子具有强的旋轨耦合作用和较大的磁各向异性,所以有些单稀土离子配合物如双酞菁铽、镝等体系具有慢的磁驰豫行为,其低温下的磁滞回线呈现台阶状,被称为单离子磁体．该类分子基磁性配合物慢磁驰豫性质的来源可以用镧系稀土离子的电子自旋磁矩、轨道磁矩、核自旋磁矩之间的相互作用解释．具有场诱导缓慢磁驰豫行为的单稀土离子配合物是另一类引起关注的磁性分子材料．该类配合物在零场下交流磁化率的虚部没有峰值,而在一定的外磁场下,其交流磁化率的虚部出现峰值并具有频率依赖性．这种现象可能可以归因为体系的Kramer简并基态在外场下消除了快的磁驰豫过程,使慢的磁驰豫过程,如Orbach过程成为主导．其次,本文综述了稀土离子的4f电子之间的磁耦合作用和磁学性质．一方面,对于具有4f^7电子构型的含Gd（III）离子配合物,f电子之间的磁耦合作用主要是各向同性磁交换作用．由于4f电子能量很低,同其他稀土离子f电子之间的耦合作用被外层轨道屏蔽,所以磁耦合常数很小,无法形成磁有序的结构;另一方面,对于有强旋轨耦合作用的非4f^7电子构型的稀土离子配合物,由于理论计算和拟合上的困难,其4f电子之间的磁耦合作用的机理研究还很少．值得关注的是,有报道发现Dy3簇合物具有单分子磁体的性质,并且基态几乎是非磁的,其磁性来源主要是丰富的低激发态能谱,也就是说,一般认为的单分子磁体必须具有大的自旋基态并不是发生缓慢磁驰豫行为的必要条件．再次,本文综述了稀土金属离子一过渡金属离子簇合物的磁学性质．由于4f-3d之间的磁耦合作用要远大于4f-4f电子之间的磁耦合作用,所以此类配合物磁学性质和磁构关系的研究相对较多,其磁学性质也相对丰富．由于Gd离子和Cu离子的旋轨耦合作用较小,理论计算和磁性数据的拟合相对简单,所以对于磁构关系和磁耦合性质的研究主要集中在Gd—Cu体系．对于存在强旋轨耦合作用的其他镧系稀土离子,可能出现磁有序,慢的磁驰豫等其他磁学现象．实验上也合成了一些基于4f-3d作用的单分子磁体和单链磁体．此外,本文还综述了稀土金属离子．自由基体系的磁学性质．对于自由基与稀土金属离子之间的耦合,由于不需要通过抗磁性的其他原子,所以可能产生比4f-4f,4f-3d体系更强的磁耦合作用．实验上,也的确发现了一些具有磁有序行为的4f-自由基分子磁性材料,但磁有序主要发生在低温区．最后,对稀土分子基磁性材料研究中需要解决的问题和未来发展前景进行了展望．     

六例2-氟异烟酸稀土配位聚合物的合成、晶体结构及其荧光和磁学性质研究(英文)

首次利用2-氟异烟酸为配体合成并表征了6例一维螺旋链稀土离子配位聚合物,分别为:{[Ln(FINA)3(H2O)2]·H2O}n(Ln=Pr(1),Nd(2),Eu(3),Gd(4)),{[Dy(FINA)3(H2O)2]}n(5)和{[Gd(FINA)2(phen)(OH)]}n(6)(HFINA=2-氟异烟酸,phen=1,10-邻菲罗啉),其中1~4为相同构型。由于镧系收缩效应的影响,配体在1~5中表现出不同的配位模式而稀土离子也呈现不同的配位构型。这些一维链通过分子间强的O-H…O/N氢键和芳环间的π…π作用以及C-H…F氢键等丰富的分子间力连接成三维超分子结构。有趣的是在化合物1~4中存在可以容纳一个水分子的一维溶剂分子孔道。荧光测试表明:配合物3表现出铕离子的特征红色荧光,荧光寿命为333.81μs;而4则表现出配体特征的荧光。变温磁化率测试表明在2~6中稀土离子间表现为弱的反铁磁相互作用。热重分析表明所合成的配合物均有较好的热稳定性。     

镧(Ⅲ)系锑硒化合物[Ln(en)_4]SbSe_4·0.5en(Ln=Dy,Ho)的溶剂热合成与晶体结构(英文)

本文研究了Ln2O3/Sb/Se/en溶剂热反应体系,合成了2个镧(Ⅲ)系锑硒化合物[Ln(en)4]SbSe4·0.5en[Ln=Dy(1),Ho(2)],用元素分析和红外光谱对化合物进行了表征,并用X-射线单晶衍射测定了化合物的单晶结构,两者都属于单斜晶系,P21/n空间群。结构对比研究发现,在en溶剂中,SbSe43-离子可以与半径较大的La3+和Nd3+离子配位,而不与半径较小的Dy3+和Ho3+离子配位,可见镧系收缩效应对SbSe43-离子与镧系金属离子Ln3+的配位有重要影响。     

《稀土离子的光谱学》

该书详尽地阐述了稀土离子的光谱性质及相关的理论和计算方法,是一本系统论述稀土离子光谱学的专著。全书共分十二章,从自由稀土离子的光谱项、能级理论和计算方法人手,论述了晶体环境对光谱行为和能级的影响和该影响的规律性。其中不仅包括4f^N组态内能级跃迁的光谱现象,也包括4f^N-1n′l′组态能级的理论和计算方法,以及4f^N组态和4f^N-1n′l′组态能级间的光谱行为。     

稀土硝酸盐15—冠—5络合物的一些性质

稀土冠醚络合物的组成和稳定性不但与稀土离子直径和冠醚孔径是否匹配,而且也和阴离子及合成用的溶剂有关.因15-冠-5(简写15C5)的孔径(2.2?)和大部分稀土离子直径相近.因此它们的络合物是研究孔径匹配关系的理想模型. Bunzli在乙腈中合成了大部分镧系硝酸盐15C5络合物,轻镧系(La-Gd)生成1:1无水络合物,重镧系(Tb-Lu)为含1—3分子水的1:1络合物.我们在无水丙酮中制备     

Pr(Ⅲ)和Nd(Ⅲ)的氯化物与谷氨酸和天冬氨酸的配合物

由于镧系离子与钙离子的半经相近且具特殊性质,它作为生物大分子化合物中钙离子的位置探针的研究是目前稀土生物无机化学的一个研究主题,因此对于镧系离子与生物活性物质相互作用的研究对该主题的深入了解是有意义的。于是本文研究了三价镨和钕离子与氨基酸[谷氨酸(Glu)和天冬氨酸(Asp)]的作用及其配合物的性质。目前对谷氨酸的镧系     

晶体中Pr3+离子4f5d吸收和发射光谱的理论解析

运用配位场理论方法获得了Pr3+离子4f15d1组态的光谱项和光谱支项,根据电偶极跃迁选律合理地解析了CaF2和Cs2NaYCl6晶体中Pr3+离子的真空紫外跃迁光谱,2个主要谱峰被归属为Pr3+离子的基态与4f15d1组态3 H4和3 G3之间的跃迁,这对于研究稀土离子的真空紫外光谱具有一定的理论指导作用.     

LaP3O9：Ce,Tb磷光体的合成与光谱特性

Ce~(3+)离子有宽而强的4f-5d吸收带,能有效地吸收能量,并形成强的宽带发射。Ce~(3+)的5d-4f跃迁是允许的电偶极子跃迁,其5d态的寿命非常短。为此Ce~(3+)可将能量有效地传递给其它离子,而成为良好的敏化剂。通常Ce~(3+)对Tb~(3+)的敏化十分有效,已有许多Ce~(3+)敏化Tb~(3+)的绿色发光材料。稀土磷酸盐是发光和激光材料的良好基质,LaPO_4:Ce,Tb已用作灯用三基色荧光粉,对不同类型稀土磷酸盐中Ce~(3+)、Tb~(3+)的发光已有不少报道,为探索新的高效     

十五种稀土草酸盐水合物的Fourier变换远红外光谱与简正坐标分析

本文研究了除Pm和Sc以外整个稀土系列草酸盐水合物在100—400cm~(-1)范围的Fourier变换远红外光谱。应用NORVIB程序,在简正坐标分析的基础上,对振动频率作了指认。对La至Eu的含水草酸盐络合物,红外分析所采用的结构模型依据Nd_2(C_2O_4)_(?)·10H_2O的晶体结构确定,即每个稀土离子周围有九个氧原子,六个氧原子来自三个草酸根离子,其余三个氧原子由水分子提供。对Gd至Lu以及Y的含水草酸盐络合物,则依据Yb_2(C_2O_4)_3·6H_2O的晶体结构确定,即每个稀土离子周围有八个氧原子,六个氧原子来自三个草酸根离子,其余二个氧原子由水分子提供。作图示出金属-配体的振动频率及力常数随镧系原子序数的变化关系,并对此作了讨论。#原图像不清楚     

镧系(Nd^3^+Ho^3^+Er^3^+)-1-苯基-3-甲基-4-苯甲酰基吡唑酮-[5]-二苯胍系统的导数吸收光谱及其分析应用

近年来,由于电子学的进展,出现了带有微处理机的多功能的分光光度计及双波长双光束分光光度计,从而使导数吸收光谱法有了迅速发展.但用于稀土元素的研究却不多,只有Shibata等与任英等的报道.我们曾指出,β-二酮与有机碱和Ln~(3+)形成三元配合物时会提高镧(III)系离子超灵敏跃迁吸收带的强度;由于f-f跃迁峰毕竟较弱,所以灵敏度很低.而陡峻的f-f跃迁峰及其劈裂恰好给导数吸收光谱提供应用的条件.本文是镧(III)系三元配合物分析化学研究的继续,用导数吸收光谱法对Ln~(3+)—1-苯基-3-甲基-4-苯甲酰基吡唑酮-[5](Hpmbp)-二苯胍(DPG)体系进行了研究.     

铱(Ir~Ⅲ)-稀土(Ln~Ⅲ)异核配合物发光性能研究

稀土离子(LnⅢ)丰富的4f电子跃迁能级,使稀土发光材料获得重要而广泛的应用.稀土配合物中天线基团的引入,弥补了稀土离子f-f跃迁禁阻而导致吸收较低的不足.而具有三重态吸收的过渡金属配合物作为天线基团,更使稀土离子的激发窗口红移.相关研究具有重要的理论意义和实际应用价值.本文主要综述近年来有关铱(IrⅢ)-稀土(LnⅢ)异核发光配合物方面的研究进展.     

f-f超灵敏跃迁吸收光谱及其应用

镧系离子及其配合物溶液电子吸收光谱的研究早就引人注意。Selwood最早发现镧系离子水溶液的某些吸收谱线具有特殊灵敏性。Moller等人在五十年代进一步发现f电子吸收光谱的超灵敏性是一种普遍现象。六十年代以后,由于Judd-Ofelt理论在计算f-f跃迁光谱振子强度上的成功,使超灵敏跃迁     

稀土(RE=Sm,Gd,Eu)乙二胺N,N-二(2-乙酰胺苯甲酸)二乙酸配合物合成、表征与性质

通过乙二胺四乙酸二酐(EDTAD)与邻氨基苯甲酸进行酰化反应,得到乙二胺N,N-二(2-乙酰胺苯甲酸)二乙酸配体(H4L),并分别与Sm、Gd和Eu稀土离子在乙醇-水溶液中反应得到系列稀土配合物.通过IR、摩尔电导率、UV、元素分析及热重-差热分析对配合物进行表征,得出配合物的化学组成为RE(HL)·3H2O(RE=Sm,Gd,Eu).IR表明,配体(H4L)形成配合物后出现了羧酸盐特有的反对称伸缩振动吸收峰vas,Coo-和对称伸缩振动吸收峰vs,Coo-,配体以羧酸根的形式与稀土离子配位.室温下测定了配合物的荧光激发光谱和发射光谱,Gd(HL)·3H2O和Sm(HL)·3H2O的荧光光谱中主要观察到配体强的发射峰,而配合物Eu(HL)·3H2O还显示Eu离子的特征发射光谱,在597 nm处5D0→7F1跃迁的发射峰最强.循环伏安法研究配合物的电化学性质表明配合物都表现出不可逆的氧化还原过程.