価電子パラメーターによる希土類元素の結合性の評価と物性

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希土類化合物の材料機能と物性の設計に必要な構造パラメーターを構築するために,希土類元素の結合特性を決定することを試みた。本年度においては,まず擬ポテンシャル半径とsp結合性元素物質の原子間距離の間に線形関係が成立することを見出した。この線形関係の妥当性はsp結合性化合物の原子間距離が再現されることによって証明された。次に,この線形関係と希土類元素の純物質(すなわち元素物質)の原子間距離を用いて各々の希土類元素に対する有効擬ポテンシャル半径が算定できることを示した。続いて,4f電子の化学結合への寄与はsd混成を通して表現されるとの仮定のもとに,ランタノイドに対する有効擬ポテンシャル半径[r_<ps>(eff)]とこれらの元素がsp混成結合およびsd混成結合である場合のそれぞれの平均擬ポンテシャル半径[r_<sp>とr_<sd>]からランタノイドのsd混成度[R(sd)]を決定できることを示した。ランタノイドのsd混成度は、EuとYbを除いて,70%〜90%であることが示された。EuとYbに対するそれらの数値は40%〜50%となり、他のランタノイドに比べてかなり低いsd混成度が得られた。さらに,これらのsd混成度は配位する隣接元素の化学的性質に依存することも指摘され,とくにCeを除く軽希土類元素とYbが配位元素の性質に著しく依存することが明かとなった。