颠覆性成果！我国成功制备稀土三重键化合物

近日，我国科研团队在稀土化学领域取得重大突破。苏州大学研究者携手清华大学研究者，成功制备出了长期以来被视作“科研禁区”的稀土三重键化合物，打破了对稀土元素成键能力的传统认知，相关成果已发表在《自然·化学》上。

稀土元素包含钪、钇及15种镧系元素。稀土化合物因其独特的磁、光、电、催化等性能，在多个领域具有重要的用途。例如，钕铁硼等稀土永磁材料是电机（新能源汽车、家电、风电）、变焦马达（手机摄像头）的核心组件，具有高磁能积和稳定性。添加稀土氧化物如Y₂O₃、La₂O₃可优化Al₂O₃、Si₃N₄、ZrO₂等结构陶瓷的烧结性能，提升强度与耐热性。掺铒光纤放大器（EDFA）是光通信核心器件。氧化铈用作玻璃工业添加剂，作板玻璃研磨材料，还可用在化妆品中起到抗紫外线作用。

在稀土化合物中，化学键通常以离子键为主，这源于稀土元素较大的原子半径和较低的电负性，导致静电相互作用占主导地位。由于4f轨道的收缩效应与5d轨道能量较高，稀土元素难以有效参与轨道杂化，因此形成共价键（尤其是多重键）的能力显著受限。

据悉，此次研究中，研究团队创新性地借助富勒烯分子笼的空间限域和保护作用，采用改良电弧放电技术，成功制备出首个富勒烯内嵌的稀土元素铈与碳形成的三重键化合物，实现了铈碳三重键的稳定构筑。该研究不仅为稀土化学键的研究开拓了新方向，更对稀土化合物和新材料的制备具有重要意义。

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