Oxidation durch Wasserstoff in der Chemie und Physik der Seltenerdmetalle

Die Seltenerdmetalle (SE) nehmen leicht Wasserstoff auf, dessen Bindung jahrzehntelang kontrovers im Sinne eines “Protonenmodells” oder, alternativ, eines “Anionenmodells” diskutiert wurde. Eingehende Untersuchungen an metallreichen Verbindungen der Seltenerdmetalle belegen den Einbau des Wasserstoffs als Hydridanion. Bezüglich der Aufnahme von Wasserstoff lassen sich verschiedene Verbindungsklassen unterscheiden. Überschüssige Valenzelektronen in metallreichen Halogeniden mit Metall‐Metall‐Bindung werden häufig durch Bildung von Hydridhalogeniden, etwa SEXH n , gebunden. Es gibt jedoch auch Ausnahmen wie LaI, eine Verbindung, die aufgrund spezieller elektronischer und elektrostatischer Bedingungen keinen Wasserstoff aufnimmt. Das Gegenteil gilt für La 2 C 3 , das keine überschüssigen Valenzelektronen an den Metallatomen aufweist. Dennoch bildet sich bei der erstaunlich niedrigen Temperatur von 450 K bereits die amorphe Phase La 2 C 3 H 1.5 . Die Aufnahme von Wasserstoff äußert sich in drastischen Änderungen der elektrischen und magnetischen Eigenschaften, z. B. in der Ausbildung eines Spinglaszustandes oder eines kolossalen Magnetwiderstandes durch spezielle Wechselwirkungen zwischen den 4f n ‐Rümpfen bei den Lanthanoiden.