在關于3d過渡金屬材料的研究中，研究者總是習慣性將目光聚焦于3d電子，例如關注其中3d軌道的能帶中心與催化性能的關聯、不同結構及其演化中軌道的簡并與退簡并、各個3d軌道上電子數的變化及其對于材料性質的影響。然而，特定的過渡金屬原子與材料結構中，可能存在價電子占據軌道的優先級出現變化的現象，即出現反常電子構型，使得非3d軌道的價電子成為材料性質的主導。
考慮到實際研究中，材料體系內化學環境的復雜性，傳統理論對特定原子的電子構型的預測可能并不準確。因此，對于電子構型的實驗測定，尤其對于部分原子的電子構型可能存在爭議的材料而言，是對其特殊性質，以及性質-電子關聯進行進一步研究的必要前提，也將成為研究者未來進一步嘗試調控材料性質，設計理想材料的堅實基礎。
近日，清華大學谷林教授團隊，以ScS作為研究對象，利用會聚束電子衍射技術以及多極擬合方法，對于材料的空間電荷密度分布進行了精確重構，并且分析了原子的軌道電子占據情況。研究表明，其中的Sc2+具有不同于其它3d過渡金屬元素的，并與傳統理論預期所不同的[Ar]4s1電子構型。
Zhexin Tang,?Tongtong Shang,?Han Xu,?Ting Lin,?Ang Gao,?Weiguang Lin,?Xinyan Li,?Shiyu Wang,?Botao Yu,?Fanqi Meng,?Qinghua Zhang,?Xuefeng Wang,?Dong Su,?Qingbo Meng,?Lijun Wu,?Lin Gu,?Ce-Wen Nan
Angewandte Chemie International Edition
DOI:?10.1002/anie.202216898
