Лекция члена Международного научного совета НИТУ «МИСиС» Борье Йохансона

5 марта состоялась лекция члена Шведской королевской академии наук, почётного профессора МИСиС, члена Международного научного совета НИТУ «МИСиС» Борье Йохансона «Структурные и электронные связи между лантанидными и актинидными элементами».
5 марта состоялась лекция члена Шведской королевской академии наук, почётного профессора МИСиС, члена Международного научного совета НИТУ «МИСиС» Борье Йохансона «Структурные и электронные связи между лантанидными и актинидными элементами».

Лекция была посвящена сходству и различиям свойств в твердом состоянии для 4f- и 5f-переходных металлов. Более тяжелые 5f-элементы демонстрируют свойства, которые прямо соответствуют более легким 4f-переходным металлам, что указывает на локализованное поведение 5f-электронов этих металлов. С другой стороны, удельный объем металлического Pu на 30% меньше, чем у соседнего более тяжелого элемента (Am), и этот факт указывает на огромные отличия в свойствах 5f-электронов этого элемента по сравнению с более тяжелыми актинидами. Это изменение в поведении между Pu и Am может рассматриваться как переход Мотта в 5f-оболочке при изменении атомного номера Z. Элементы с металлической стороны 5f-перехода Мотта (т.е. ранние актиниды) демонстрируют весьма необычные кристаллические структуры, общей особенностью которых является низкая симметрия. Аналогичное поведение для лантанидов обнаружено у металлического церия под давлением, для которого экспериментально наблюдались структуры, типичные для легких актинидов. Показано, что обобщенная фазовая диаграмма для актинидов содержит особенности, сопоставимые с индивидуальной фазовой диаграммой металлического Ce. Поведение кристаллической структуры лантанидов и более тяжелых актинидов определяется числом 5d (или 6d) электронов в металлическом состоянии, поскольку у этих элементов f-электроны локализованы и являются несвязывающими. Расчеты электронной структуры для более ранних металлических актинидов (где 5f-орбитали рассматриваются как часть валентной зоны) очень хорошо объясняют наблюдаемые кристаллические структуры в основном состоянии. Искаженные структуры можно рассматривать как результат искажения Пайерлса в симметричной объемно-центрированной кубической структуре, вызванного тем, что сильно связывающие 5f-электроны занимают относительно узкие 5f-состояния.



Поделиться