СПЕКТРОСКОПИЧЕСКОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ МАЛЕИНАТА ПРАЗЕОДИМА

Авторы
Файлы

Орлин Н.А. Статья в формате PDF 92 KB

Данная работа посвящена исследованию спектров поглощения малеината празеодима в растворах и кристаллическом состоянии. Малеинат празеодима получен взаимодействием оксида празеодима с малеиновой кислотой. После соответствующей обработке выделены монокристаллы Pr₂(C₄H₂O₄)₃*n H₂O.

Хаpaктерной особенностью редкоземельных элементов является наличие 4f - квантового подуровня. У иона Pr³⁺ на f - подуровне содержится два электрона. Оптические хаpaктеристики соединений празеодима обусловлены электронными переходами в пределах именно этого подуровня.

Спектры поглощения изучались в интервале 4000-9000 Å. Предварительные исследования показали, что полученные кристаллы малеината празеодима относятся к прострaнcтвенной группе C₂. в спектрах поглощения обнаруживается пять групп линий, относящихся к электронным переходам, с основного терма иона празеодима ³H₄ на пять возбужденных термов: ¹D₂, ³P₀, ³P₁, ¹I₆ и ³P₂. Все возбужденные термы расщепляются на 2y+1 компонент. Для основного ³H₄ терма экспериментально получено только три компонента.

Изучая спектр слабого раствора малеината празеодима и сравнивая его с теоретическими предпосылками, удалось определить центры тяжести SLY - уровней акваиона Pr³⁺. Они были приняты за центры тяжести соответствующих термов так называемого «свободного иона» Pr³⁺. Сравнивая центры тяжести термов монокристаллов Pr₂(C₄H₂O₄)₃*n H₂O с центрами тяжести аналогичных термов «свободного иона» Pr³⁺, выяснена степень влияния малеинатного окружения на центральный ион Pr³⁺ в монокристаллах. Используя значения компонент основного ³H₄ терма определены центры тяжести энергетических уровней иона Pr³⁺ в матрице данного кристалла. Их значения следующие: терм ¹D₂располагается в области частот 16720 см^-1, терм ³P₀ - 20600 см^-1, терм ³P₁ - 21140 см^-1, терм ¹I₆ - 21270 см^-1, терм ³P₂ - 22360 см^-1.

Для хаpaктеристики природы взаимодействия иона Pr³⁺ с ближайшим малеинатным окружением рассчитали параметры электростатического (F₂, F₄, F₆) и спин-орбитального взаимодействия(ε).

Для исследованных образцов Pr₂(C₄H₂O₄)₃ такие параметры имеют следующие значения: F₂=312 см^-1, F₄= 51 см^-1, F₆= 5 см^-1, ε=764 см^-1. Эти результаты использованы для определения центров тяжести SLY- уровней иона Pr³⁺, находящегося в матричном окружении групп C₄H₂O₄^2-. Они пpaктически совпадают со значениями, полученными непосредственно из спектров. С другой стороны, проведено сравнение параметров F₂, F₄, F₆ и ε исследуемых образцов с их расчетными значениями для «свободного иона» Pr³⁺. Имеются лишь незначительные отклонения. Отсюда можно сделать вывод, что вклад ковалентной связи во взаимодействие иона Pr³⁺ с малеинатным окружением, обусловленный 4f - электронами, незначителен.