五 稀土理论化学任务艰巨

从大量实验现象总结出规律，提出理论解释并预言新的现象，这是基础研究的基本方法之一。稀土化学近年来的迅速发展，大量新的化合物已被合成，其中很多已在实际中得到推广应用。这些化合物和材料的性质都由其组成和结构所决定，而且常常是组成和结构上的微小变化可引起性质上的很大差异，但组成和结构是如何决定其性质的，其机理在很多情况下并不十分清楚，这仍是科学中的未知领域。为此，一方面要测定和收集大量的实验数据（包括衍射数据、红外、紫外、拉曼、荧光光谱、圆二色性谱等等），从宏观角度总结规律，又要深入到微观层次弄清物质微观结构，并建立相应的计算方法对数据进行处理，抽出比现有方法所能提供的更多的物质结构信息，以期反过来指导合成实践并预言新的现象。另一方面是要充分利用现有数据中大量与稀土化合物有关的材料，以辨证唯物主义的观点为指导，参考关于原子价新概念，分子片和 nxcπ结构规律的观点，概括和分析数据，总结配位数变化的规律性，稀土原子簇和多核配合物的稳定构型，弄清稀土化合物的成键特性及其对物质性质的影响。过去我们已经对多种类型的稀土化合物，如简单无机物、有机化合物、原子簇和多核配合物、金属有机化合物（夹心或非夹心式）等的电子结构进行过比较系统的研究，得到了有意义的结果。由现有结果表明：稀土 5d 轨道的活化是稀土形成共价键的关键，也就是说稀土成键过程中包括 4f 到 5d 的跃迁，然后成键，可称为稀土成键的准过渡金属模型。这一看法还需要进一步的理论和实验结果的充实。为此，我们将继续计算一系列有特殊结构或表现出特殊性质的典型化合物的电子结构，分析其成键情况以及成键作用对化合物性质的影响，确定稀土化合物的电子结构特性及成键规律，明确 5d 轨道的活化条件，建立稀土成键模型，从而丰富镧系理论，为系统理解和预测稀土化合物的性质提供依据。