доктор хим. наук Вайнштейн Э.Е., канд. хим. наук Падерно Ю.Б., канд. физ.-мат. наук Блохин С.М., академик Кузнецов Ф.А. (Институт проблем материаловедения НАН Украины, Институт неорганической химии СО РАН)

«Экспериментально установлено неизвестное ранее явление флуктуирующей валентности атомов редкоземельных элементов в соединениях, заключающееся в сосуществовании в эквивалентных узлах кристаллической решетки статистически распределенных атомов редкоземельного элемента с различной конфигурацией валентных электронов, между которыми происходит быстрый (с частотой ~ 1014 сек-1) обмен в результате непрерывного изменения на единицу числа электронов в 4f-оболочке».

Открытие относится к области физики твердого тела и отражает особенности электронного строения переходных элементов. Сущность его состоит в том, что в атомах редкоземельных элементов в некоторых соединениях при нормальных условиях или в результате внешних воздействий возникают флуктуации их валентного состояния, отражающиеся в появлении разновалентных атомов одного и того же элемента в трансляционно-эквивалентных положениях кристаллической решетки.

Согласно общепринятым представлениям, в бездефектной кристаллической решетке при трансляционной эквивалентности атомов одного и того же элемента и одинаковости их окружения должна иметь место эквивалентность формальной валентности таких атомов. Однако авторы впервые показали, что в кристаллических фазах некоторых соединений редкоземельных элементов флуктуации числа электронов в 4f-оболочках таких атомов приводят к возможности наблюдения в экспериментах сосуществования атомов одного и того же редкоземельного элемента в двух различных валентных состояниях, что отражает мгновенное распределение разновалентных атомов в эквивалентных кристаллографических положениях.

Научное значение обнаруженного авторами явления состоит в том, что оно явилось основой нового научного направления в физике твердого тела, выделило новый класс веществ с флуктуирующей (смешанной) валентностью, внесло принципиальные изменения в представления об электронном строении и механизме свойств переноса в неорганических соединениях редкоземельных металлов.

1. Заявка на открытие N А-185 от 14 февраля 2000 г. (Междунар. ассоц. авторов научн. открытий).
2. Вайнштейн Э.Е. и др. Рентгеноспектральное изучение валентного состояния атомов редкоземельных элементов в гексаборидах // Журнал неорганической химии. – 1965. – Т. 10. – N 1.
3. Блохин С.М., Кузнецов Ф.А. О валентных состояниях церия в твердых окисных растворах // Теоретическая и экспериментальная химия. – 1966. – Т. 2. – N 3.