张宇生，孙涛祥

清华大学 核能与新能源技术研究院，北京 100084

化学键是化学科学中最基本也是最重要的概念之一，与物质的化学性质息息相关[1]。化学键大致上可分为两大类：离子键和共价键，其中离子键的本质是阴阳离子间的电荷作用，而共价键则是原子间电子云重叠而形成的相互作用；对共价键的研究一直伴随着化学理论的发展。自1897年Thomson发现电子，各种研究共价键的理论包括酸碱电子理论(Lewis theory)、价键理论(valance bond theory)、杂化轨道理论(hybrid orbital theory)、分子轨道理论(molecular orbital theory)、晶体场理论(crystal field theory)以及配位场理论(ligand field theory)等的发展，使得化学家对共价键的认识逐渐深入[2]。对成键理论研究的不断深入，也大大促进了化学尤其是配位化学的发展。在元素周期表中，过渡金属元素(d区元素)可与非金属元素(p区元素)形成配合物，对过渡金属配合物成键共价性的研究一直是配位化学研究的重点科学问题。通过分子轨道理论与配位场理论，化学家已经对过渡金属的d轨道与配体的p轨道的成键行为有了比较清晰的认识[3]。

在元素周期表中，4f区过渡元素(镧系元素)和5f区过渡元素(锕系元素)统称为f区元素，它们的很多性质与过渡金属类似，但同时其又表现出许多特异的性质，如镧系收缩、锕系收缩以及锕系元素氧化态的复杂性等。目前，镧系元素已被广泛应用于催化、医疗设备、磁性材料、高性能合金、能源以及国防相关领域等工业生产中，而锕系元素则与能源、环境、国家安全等密切相关。对镧系与锕系元素物理化学性质的研究已经经历了一个多世纪，但其成果与其他元素相比仍然滞后，镧系与锕系配位化学目前仍是相关领域的化学工作者们努力研究的主题[4-5]。……