镧系元素离子4f轨道中电子的分布在单分子磁体的设计中起着至关重要的作用。4f电子密度和配体场之间的最佳空间互补性是最大化磁各向异性的关键，这是镧系元素络合物显示单分子磁体行为的能力的重要因素。近日，奥胡斯大学Jacob Overgaard，北京大学Shangda Jiang，墨尔本大学Alessandro Soncini等多团队合作，通过多极模型解释高分辨率同步X射线衍射实验，确定了两个镝分子复合物中的电子密度分布。作者发现基态4f电子密度为扁椭圆形，这通常是从简化的Sievers模型推导出来的，该模型假定镧系离子的纯|±15/2>基态双峰。作者还发现由模型波函数确定的大赤道不对称性包含相当的|±11/2>的MJ混合，而|±15/2>仅包含81％。此外，作者还恢复了实验的分子磁易轴，并发现其与从头算得到的轴偏离了13.1°和8.7°。

Chen Gao, Shangda Jiang*, Alessandro Soncini*, Jacob Overgaard *, et al. Observation of the asphericity of 4f-electron density and its relation to the magnetic anisotropy axis in single-molecule magnets. Nat. Chem., 2019

DOI: 10.1038/s41557-019-0387-6

https://www.nature.com/articles/s41557-019-0387-6