大学化学 >> 2019, Vol. 34 >> Issue (12): 73-78.doi: 10.3866/PKU.DXHX201911055

所属专题： 2019元素周期表年

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钆离子：周期表中最高自旋的离子

蒋尚达*()   

  • 收稿日期:2019-11-26 录用日期:2019-12-02 发布日期:2019-12-05
  • 通讯作者: 蒋尚达 E-mail:jiangsd@pku.edu.cn
  • 作者简介:蒋尚达，北京大学化学与分子工程学院副研究员，2011年在北京大学化学学院获得博士学位，获得2013年全国百篇优秀博士论文。2011–2014年在德国斯图加特大学进行博士后研究，洪堡学者，2014–2015年在法国国家强磁场实验室进行博士后研究。2015年11月起受聘于北京大学化学学院无机化学所。2016年入选中国科协青年人才托举工程，同年当选中国科协第九届全国委员会委员和科普专委会委员，2018年获得国家基金委优秀青年科学基金。主要从事分子磁性和电子顺磁共振谱学研究，研究磁性分子的量子相干行为及电、光和磁等对分子自旋的相干操纵方法。2019年成为中国化学会“青年化学家元素周期表”钆元素代言人。
  • 基金资助:
    国家重点研发计划项目(2017YFA0204903);国家重点研发计划项目(2018YFA0306003)

Gd3+ Ion: The Ion of Highest Spin in the Periodic Table

Shangda JIANG*()   

  • Received:2019-11-26 Accepted:2019-12-02 Published:2019-12-05
  • Contact: Shangda JIANG E-mail:jiangsd@pku.edu.cn
  • Supported by:
    国家重点研发计划项目(2017YFA0204903);国家重点研发计划项目(2018YFA0306003)

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摘要：

钆离子是元素周期表中自旋值最大的离子，其轨道角动量被完全淬灭，具有十分特殊的电子结构。本文以核磁共振造影剂以及分子自旋量子比特为例介绍了钆离子在前沿科技中的应用。

关键词: 钆元素, 核磁共振造影剂, 分子量子比特

Abstract:

The 4f orbitals of Gd3+ ion are half-filled. This sort of unique electronic structure makes it behave the largest ground spin state and completely quenched orbital momentum over all the possible ions in the periodic table. Based on the introduction of the electronic structure of Gd3+, this paper briefly discusses the application of Gd3+ in the field of nuclear magnetic resonance imaging contrast agent and molecule qubit.

Key words: Gadolinium, MRI contrast agents, Molecular qubits