显示镧系络合物的图像

来源:©科学/美国科学促进会

镧系-镧系络合物的单占据分子轨道图-在这里是钆-桥接碘离子(紫色)

新发现的二镧系化合物是迄今为止最强的单分子磁铁。这是化学家们第一次分离出具有镧-镧键的配合物,并可能为制造强大的新型永磁体提供一种方法。

大的重叠价轨道通常是金属-金属键的必要条件——因此,镧系元素相对较小的原子半径以前一直是化学家寻求分离含有镧系元素-镧系键的物种的一个问题。现在,美国和英国的研究人员利用最近发现的一类二价镧系离子的对称相容5d轨道,制造了以钆-钆,铽-铽和镝-镝键为特征的配合物。在每一个配合物中,两个金属中心平均共享一个d电子。

铽和镝配合物分别在高达50和60K的温度下显示出超过14特斯拉的“巨大”磁场强度。这项研究的研究人员指出,这是“迄今为止报道的任何分子或分子基材料中最大的”,大大超过了2017年一个铽复合物在高达10K的温度下创造的7.9特斯拉的记录。他们写道,这一发现为制造新的固体材料提供了一种潜在的方法,“在这种材料中,镧系-镧系键合单元通过交换相互作用耦合,作为制造强大的下一代永磁体的手段”。