Chemi kom udało się przekształcić izolowane pojedyncze cząsteczki w magnesy
description
Transcript of Chemi kom udało się przekształcić izolowane pojedyncze cząsteczki w magnesy
Chemikom udało się
przekształcić izolowane
pojedyncze cząsteczki w
magnesy
Magnesy molekularne
Nieorganiczne magnetyczne materiały molekularne – indywidualne wielordzeniowe cząsteczki lub polimeryczne związki wielordzeniowe zawierające centra metaliczne z niesparowanymi elektronami sprzężone poprzez mostki ligandowe
Magnesy oparte na cząsteczkach? dlaczego?
specyficzne właściwości:•niska gęstość•przezroczyste•identyczne nanocząsteczki•często biokompatybilne i biodegradowalne•bardzo duże mozliwości syntetyczne •łagodna chemia: pokojowa T, pokojowe P, •chemia w roztworze
•kruche •starzejące się•rozcieńczone
UDOSKONALIĆ
PRZEZWYCIĘŻYĆ
Od góry
• fascynująca chemia• Single Molecule Magnets
zastosowania:• elementy pamięci • obliczenia kwantowe• przełączniki molekularne …etc.,
fragmenty wstęgikropki
• nowa fizyka• kwantowa / klasyczna
Od dołu
Gigantyczne klastry molekularne
Cząsteczkiwielordzeniowe
trójwymiarowetlenki metali
Nano-systemy
Cząsteczkijednordzeniowe
Magnesy molekularne
indywidualna wielocentrowa cząsteczka jest
pojedynczym magnesem Single-Molecule
Magnet SMM
[Mn[Mn1212OO1212(CH(CH33COO)COO)1616(H(H22O)O)44]]..2CH2CH33COOHCOOH..4H4H2200
Mn(IV)
Mn(III)
tlen(2-)
węgiel
S=10
lublub Mn Mn1212
S=2
S=3/2
S =8x2 -4x3/2 =
mostki -okso Mn-O-Mn i końcowe ligandy CH3COO-
8 Mn(III) S=2 i 4 Mn(IV) S=3/2 (AF)
Magnesy molekularne
łańcuch magnetyczny [LnIII(terpy)(DMF)4][W
V(CN)8]·6H2O (Ln = Ce, Pr, Nd, Sm, Eu, Gd,Tb,
Dy)
Równowagi spinowe (przejście spinowe, izomeria
spinowa) Spin crossover
(spin transition, spin equilibrium) zmiana multipletowości spinowej
kompleksu jonu metalu o konfiguracji d4, d5, d6 i d7 indukowana termicznie,
ciśnieniowo, naświetlaniem lub zewnętrznym polem magnetycznym
Mn(II), Mn(III), Fe(II), Fe(III), Co(II), Co(III)
Równowagi spinowe (przejście spinowe, izomeria spinowa)
jon
Stan wysokospinowyHigh-Spin (HS)
Stan niskospinowyLow-Spin (LS)
d4 t2g3eg
1 (5Eg) t2g4 (3T1g)
d5 t2g3eg
2 (6A1g) t2g5 (2T2g)
d6 t2g4eg
2 (5T2g) t2g6 (1A1g)
d7 t2g5eg
2 (4T1g) t2g6 eg
1 (2Eg)
Spin crossover w kompleksie oktaedrycznym [FeIIN6]
Konfiguracje elektronowe dwóch możliwych stanów podstawowych Fe(II) w [FeII(NCS)2(phen)2] rij – długość wiązania metal-ligandO /rij
6 dla ligandów obojętnych Fe-N: rLS 1.95-2.00 Å rHS 2.12-2.18 Å
O O
Energia stanów spinowych
Można doprowadzić do zmiany stanu spinowego na drodze termicznej
Fotokonwersja stanów spinowych
Efekt LIESST – Light Induced Excited Spin State Trapping
[Fe(1-propyltetrazol)6](BF4)2
Spin crossover
Zmiana konfiguracji powoduje zmianę geometrii układu,w tym długości wiązania metal-ligand
Fe-N: rLS = 1.95-2.00 Å rHS = 2.12-2.18 Å
energia sparowania spinów P = 2.5B + 4C 19B O = P
[Fe(phen)2(NCS)2]
Spin crossover - widma elektronowe
[Fe(H2O)6]2+ HS
[Fe(ptz)6](BF4)2(ptz – 1-n-propyl-tetrazole)
w temp.295 K i 10KSC
[Fe(CN)6]4- LS
T1/2 – temperatura, w której dwa stany o różnej multipletowości są obecne w stosunku 1:1 (HS = LS
=0.5)
Temperatura przejścia spinowego
zależność HS od temperatury: a-stopniowa; b-nagła, c- z histerezą, d- dwustopniowa, e-niecałkowita
Efekt bistabilności (efekt pamięci) maszyny molekularne!
Typy krzywych przejść spinowych
Wpływ rozpuszczalnika na SCO
[Fe(tap)2(NCS)2] . n CH3CN
tap – 1,4,5,8-tetraazafenantren
Efekt solwatomagnetyczny - zmiana właściwości magnetycznych pod wpływem zmiany rozpuszczalnika
Wpływ rozpuszczalnika na SCO CoII
1,5[CrIII(CN)6] .7.5 H2O
F AF
Wpływ przeciwjonu na SCO
[Fe(trim)2](A)x.solv