Retzemju oksīda atomu struktūra

Retzemju elementu atomu struktūru var attēlot ar 4fx5d16s2, kur x svārstās no 0 līdz 14. Pēc retzemju elementu pārveidošanas no metāliem par joniem, 4f orbitāles ārējā puse joprojām ieskauj 5s25p6 elektronu mākoni, zaudējot 6s2 elektronus un 5d1 vai 4f zaudējot vienu elektronu, veidojot elektronisku struktūru 4fx5s25p6. Retzemju metālos 6s elektroni un 5d elektroni veido vadītspējas joslas, bet 4f elektroni ir lokalizēti atomā. Šo 4f elektronu lokalizācija un nepilnīga piepildīšana tiks atspoguļota to dažādajās fiziskajās īpašībās.
4f elektroni atrodas iekšējās atomu orbitālēs, un 5s25p6 elektronu mākonim ir tos aizsargājoša iedarbība. 4f orbitāļu izplešanās telpa ir ļoti maza, tāpēc tās mazāk ietekmē kristalizācijas lauks, ligandu lauks utt.; Gluži pretēji, mijiedarbība starp tā spinu (MS) un orbitāli (ML) ir nozīmīga, kā rezultātā rodas savienojums starp ff elektronu orbitāli L un spinu S, izraisot E4f sadalīšanos daudzos enerģijas līmeņu apakšslāņos ar nelielām atšķirībām. no kuriem atbilst spektrālajam terminam 2s+1L.
Retzemju elementu valencei ir vairāki valences stāvokļi, un ir mainīgs valences efekts. Cērija, samārija, eiropija un citu savienojumu atomu valences ir 3, 4 vai līdzāspastāvēšana 2 un 3, un izmaiņas šajās atomu valences ir vai nu ļoti ātras, vai ļoti lēnas, kas ir ļoti pievilcīgi. Retzemju joniem ir augstas elektroenerģijas cenas, liels rādiuss un tie ir jutīgi pret polarizāciju. Jo augstāks ir polarizācijas stiprums, jo lielāks ir refrakcijas koeficients. Keramikas pigmentos retzemju jonu augstais refrakcijas indekss tiek izmantots, lai dekoratīvos attēlus padarītu spilgtus un krāsainus. Salīdzinot ar parastajiem glazūras pigmentiem, pigmentiem ar pievienotiem retzemju elementiem ir tumšāka krāsa.
Retzemju elementi no La līdz Lu mēdz zaudēt {{0}}s elektronus, 1 5d elektronu vai 4f elektronu, veidojot trīsvērtīgos katjonus (4fx5s25p6). Tāpēc lielākā daļa retzemju elementu oksīdu ir Ln2O3. Turklāt lantanīda elementu 4f0, 4f7 un 4f14 (pilnīgi tukšs, daļēji piepildīts, pilnībā piepildīts) elektronu izvietojums ir samērā stabils, un joni ar šo strukturālo tipu parasti ir bezkrāsaini.