目次

序　章　希土類元素、ランタニド、ランタノイドと周期表
　　　　　0-1　希土類元素とランタニド
　　　　　0-2　ランタニドとランタノイド
　　　　　0-3　命名法よりも重要な電子配置 ［Xe］（4f ）q
　　　　　0-4　渦巻き型周期表とランタニド

　　第Ⅰ部　希土類元素の量子化学

第1章　3価ランタニド・イオンの基底LS 項とJ レベル
　　　　　1-1　閉殻および開殻の電子配置
　　　　　1-2　全角運動量 （L） と全スピン角運動量 （Ŝ ） ： LS 項
　　　　　1-3　（4f ）2 配置における LS 項の分類
　　　　　1-4　L とŜ の合成とスピン・軌道相互作用
　　　　　1-5　J レベルの例 ： （4f ）2 配置における LS 項のJ レベル
　　　　　1-6　Hund の規則と基底 LS 項、基底 J レベル
　　　　　1-7　Landé の間隔則
　　　　　1-8　3価ランタニド・イオンの基底 LS 項と基底 J レベル

第2章　開殻電子配置 （nl ）q を持つ原子・イオン系列のイオン化エネルギー
　　　　　2-1　（nl ）q → （nl ）q-1 に対応するイオン化エネルギー
　　　　　2-2　（2p）q と（3p）q 系列におけるイオン化エネルギー
　　　　　2-3　（3d）q と（4f ）q 系列におけるイオン化エネルギー

第3章　（np）q 電子配置における LS 多重項のエネルギー準位
　　　　　3-1　（np） 電子間の電子反発エネルギー
　　　　　3-2　電子反発エネルギーの配置平均値
　　　　　3-3　配置平均エネルギーと LS 項エネルギー準位
　　　　　3-4　LS 多重項の構造 ： 配置平均エネルギー基準の重要性
　　　　　3-5　Dieke ダイアグラムの意味するもの

第4章　多重項理論と（nl ）q 電子配置の原子・イオンのイオン化エネルギー
　　　　　4-1　（np）q 配置におけるイオン化エネルギーの場合
　　　　　4-2　（nd）q 配置におけるイオン化エネルギーの場合
　　　　　4-3　（nf ）q 配置におけるイオン化エネルギーの場合
　　　　　4-4　J レベル分裂の効果と （4f ）q 系列に対する Jørgensen の理論式
　　　　　4-5　RSPET と Hund 則の量子力学的解釈
　　　　　4-6　化合物や凝縮相における3価ランタニド・イオンの電子状態
　　　　　4-7　ランタニド （Ⅲ） 化合物・錯体の熱力学量への反映
　　　　　4-8　（3d）q 系列化合物と （4f ）q 系列化合物の類似性
　　　　　4-9　（3d）q 系列化合物の配位子場理論と電荷移動型絶縁体化合物

第5章　イオン化エネルギーとランタニド・スペクトル
　　　　　5-1　ランタニドの基底電子配置とイオン化エネルギー
　　　　　5-2　Ln 金属の電子配置と Ln（Ⅲ） 化合物の標準生成エンタルピー
　　　　　5-3　Ln（Ⅲ） 化合物・錯体間の反応のエンタルピー変化と電子配置
　　　　　5-4　ランタニド・スペクトル ： ΔE （4f → 5d ）
　　　　　5-5　補正した第3イオン化エネルギーと第4、第5イオン化エネルギー
　　　　　5-6　ランタニドの異常酸化数と第3、第4イオン化エネルギー

　　第Ⅱ部　Jørgensen 理論の再検討

第6章　refined spin-pairing energy theory の問題点
　　　　　6-1　Slater-Condon-Racah 理論のパラメーターと有効核電荷の関係
　　　　　6-2　（4f → 4f ） スペクトル・データから推定される遮蔽定数
　　　　　6-3　X線スペクトルにおけるスピン2重線
　　　　　6-4　X線スペクトル・スピン2重線から推定される遮蔽定数
　　　　　6-5　イオン化の過程で変化する有効核電荷

第7章　ランタニド四組効果と Jørgensen の理論式
　　　　　7-1　溶媒抽出系におけるランタニド四組効果
　　　　　7-2　溶媒抽出系での Ln（Ⅲ） の反応と 4f 電子配置エネルギー変化
　　　　　7-3　配位子交換反応と四組効果
　　　　　7-4　四組効果をめぐる有効核電荷と Racah パラメーターの関係
　　　　　7-5　Reppard らの四組効果と Nd 化合物での電子雲拡大系列

第8章　改良した refined spin-pairing energy theory とその応用
　　　　　8-1　（4f ）q+1 → （4f ）q に補正した第3イオン化エネルギー
　　　　　8-2　補正した第3イオン化エネルギーの解析
　　　　　8-3　ランタニド金属の蒸発熱
　　　　　8-4　イオン化エネルギーの和 （ΣIi = I1 + I2 + I3 ）
　　　　　8-5　（4f ）q → （4f ）q-1 の第4イオン化エネルギーとその解析

第9章　Ln 金属のX線光電子スペクトルと逆光電子スペクトル
　　　　　9-1　X線光電子スペクトルと逆光電子スペクトル
　　　　　9-2　ランタニド金属の XPS・BIS スペクトルの解析
　　　　　9-3　ランタニド金属 XPS・BIS の終状態
　　　　　9-4　RSPET とランタニド金属の XPS・BIS をめぐる議論
　　　　　9-5　ランタニド化合物の XPS・BIS と価数揺動

　　コラム　RSPET とJ.A.Wil son の意見

　　第Ⅲ部　Ln2O3 と LnF3 の結晶に見る四組効果

第10章　ランタニド （Ⅲ） イオン半径の四組効果
　　　　　10-1　cubic-Ln2O3 の格子定数と Ln（Ⅲ） のイオン半径
　　　　　10-2　ランタニド収縮と四組効果
　　　　　10-3　原子半径のランタニド収縮と四組効果との比較
　　　　　10-4　Ln2O3 の格子エネルギーと Born-Haber サイクル
　　　　　10-5　イオン性結晶の点電荷モデルと Ln2O3 の格子エネルギー
　　　　　10-6　格子エネルギーの相対値と Ln2O3 における多形の問題

第11章　LnF3 系列の結晶構造と格子エネルギー
　　　　　11-1　LnF3 系列での結晶構造変化
　　　　　11-2　LnF3 系列における格子エネルギーと ΔH 0f （LnF3 ）
　　　　　11-3　LnO1.5 、LnF3 、Ln3+（g） の ΔH 0f と四組効果の相互関係

第12章　LnO1.5 と LnF3 の熱力学量が反映する電子雲拡大効果
　　　　　12-1　LnF3 と LnO1.5 の ΔH 0f.298 の差による Racah パラメーターの相違
　　　　　12-2　Nd（Ⅲ） 化合物におけるRacah パラメーターの相違 ： 電子雲拡大系列
　　　　　12-3　LnO1.5 と LnF3 の格子エネルギーにおける四組効果の有無
　　　　　12-4　化合物・錯体の構造と電子エネルギーの連関
　　　　　12-5　4f 電子数と Ln-O 距離 ： どちらが本質的な説明変数か
　　　　　12-6　非金属固体の電子論とイオン結晶モデル
　　　　　12-7　f → f 遷移スペクトルの圧力誘起赤色変位と電子雲拡大効果
　　　　　12-8　熱膨張による Racah パラメーターの増大 ： LnO1.5 系列の場合

　　コラム　Goldschmidt と Born の確執 ： 1929年と今日

　　第Ⅳ部　熱力学量が示す系列内構造変化と四組効果

第13章　Ln（Ⅲ） 化合物・錯体系列の構造変化と四組効果 （Ⅰ）
　　　　　13-1　Ln（C2H5SO4）3・9H2O の溶解反応 ： ΔH 0s 、ΔS 0s 、 ΔG 0s
　　　　　13-2　LnCl3・nH2O の溶解反応 ： ΔH 0s 、ΔS 0s 、 ΔG 0s
　　　　　13-3　Ln3+（aq） 系列での水和状態変化
　　　　　13-4　Ln（Ⅲ）-（dipic）3 、 Ln（Ⅲ）-（diglyc）3 錯体の生成定数
　　　　　13-5　ΔSr の四組効果と電子エントロピー
　　　　　13-6　同じ極性を持つ ΔH と ΔS の四組効果と振電相互作用
　　　　　13-7　相関する ΔH と ΔS の四組効果 ： Debye 特性温度の系列変化
　　　　　13-8　定圧熱容量 CP でつながる ΔH と ΔS
　　　　　13-9　Ln（Ⅲ） 化合物の極低温 Cp 、磁気相転移、結晶場分裂準位

第14章　Ln（Ⅲ） 化合物・錯体系列の構造変化と四組効果 （Ⅱ）
　　　　　14-1　LnCl3 系列における構造変化と LnCl3 の熱力学量
　　　　　14-2　Ln（OH）3 系列に対する ΔH 0f 、ΔS 0298 のデータ
　　　　　14-3　Ln-DTPA（aq） と Ln-EDTA（aq） の錯体生成反応
　　　　　14-4　2種類の Ln（Ⅲ） 溶存錯体の共存 ： Ln-EDTA（aq） と Ln3+（aq） の系列
　　　　　14-5　Ln3+（aq） の標準部分モル・エントロピー

第15章　Ln3+ イオンの水和エンタルピーと水和エントロピー
　　　　　15-1　水和エンタルピー
　　　　　15-2　ΔHabs.hyd（H+） の値
　　　　　15-3　水和エントロピーと Sackur-Tetrode 式
　　　　　15-4　Ln3+ イオンの水和とその熱力学量
　　　　　15-5　最小エネルギー配置の現実物質系と古典論的極限

第16章　熱力学量の四組効果から求めた電子雲拡大系列
　　　　　16-1　エンタルピー四組効果の RSPET 解析
　　　　　16-2　エントロピー四組効果の RSPET 解析
　　　　　16-3　ΔGr の四組効果 ： ΔHr と ΔSr で相関する四組効果の問題
　　　　　16-4　Ln（Ⅲ） 金属の Racah パラメーター （Ⅰ） ： ΔH of の RSPET 解析
　　　　　16-5　Ln（Ⅲ） 金属の Racah パラメーター （Ⅱ） ： ΔS of の RSPET 解析

第17章　Ln（Ⅲ） 化合物と Ln 金属の融解 ： その熱力学量の四組効果
　　　　　17-1　Ln（Ⅲ） 化合物・Ln 金属の融解の熱力学量
　　　　　17-2　LnF3 と LnCl3 系列における融解の熱力学パラメーター
　　　　　17-3　「下に凸な四組効果」 を示す LnF3 とLnCl3 の融点の系列変化
　　　　　17-4　Ln 金属系列の融解の熱力学量と四組効果
　　　　　17-5　Ln2O3 系列の融解の熱力学量と四組効果
　　　　　17-6　改良 RSPET 式と Ln（Ⅲ） 化合物、Ln（Ⅲ） 金属系列の融解の熱力学量

　　コラム　Dirac と Heisenberg の講演会 （1929） と長岡半太郎の檄

　　第Ⅴ部　地球化学における四組効果

第18章　海洋と海洋性堆積岩における希土類元素
　　　　　18-1　海水の REE 存在度パターンが示す四組効果
　　　　　18-2　深海マンガン団塊と石灰岩のREE 存在度パターン
　　　　　18-3　海水における REE（Ⅲ） 炭酸錯体
　　　　　18-4　Ln（Ⅲ） 炭酸錯体安定度定数の 「Gdでの折れ曲がり」 とその波紋
　　　　　18-5　Fe 水酸化物共沈澱法による Ln（Ⅲ） 炭酸錯体生成定数
　　　　　18-6　Ln（OH）3・nH2O と個別炭酸錯体との分配反応 ： 実験系と現実海水系との比較

第19章　火成作用における希土類元素と四組効果
　　　　　19-1　火成岩マグマにおける希土類元素の分別と四組効果
　　　　　19-2　四組効果を示す希土類元素鉱物の REE 存在度と RSPET 式

終　章　希土類元素の化学・地球化学の原理
　　　　　終-1　RSPET の新展開と Moeller （1973） の総説
　　　　　終-2　RSPET と希土類元素地球化学