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 UDOSKONALIĆ PRZEZWYCIĘŻYĆ kruche starzejące się rozcieńczone

Od góry Nano- systemy Od dołu trójwymiarowe tlenki metali fragmenty wstęgi kropki Nano- systemy • nowa fizyka • kwantowa / klasyczna • fascynująca chemia • Single Molecule Magnets Gigantyczne klastry molekularne zastosowania: • elementy pamięci • obliczenia kwantowe przełączniki molekularne …etc., Cząsteczki wielordzeniowe Cząsteczki jednordzeniowe Od dołu

Single-Molecule Magnet SMM Magnesy molekularne indywidualna wielocentrowa cząsteczka jest pojedynczym magnesem Single-Molecule Magnet SMM

lub Mn12 S =8x2 -4x3/2 = S=10 [Mn12O12(CH3COO)16(H2O)4].2CH3COOH.4H20 Mn(IV) Mn(III) tlen(2-) węgiel S=2 S=3/2 S =8x2 -4x3/2 = S=10 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][WV(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 wysokospinowy High-Spin (HS) Stan niskospinowy Low-Spin (LS) d4 t2g3eg1 (5Eg) t2g4 (3T1g) d5 t2g3eg2 (6A1g) t2g5 (2T2g) d6 t2g4eg2 (5T2g) t2g6 (1A1g) d7 t2g5eg2 (4T1g) t2g6 eg1 (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-ligand O  /rij6 dla ligandów obojętnych Fe-N: rLS 1.95-2.00 Å rHS 2.12-2.18 Å

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 [Fe(phen)2(NCS)2] energia sparowania spinów 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

Spin crossover - widma elektronowe [Fe(H2O)6]2+ HS [Fe(ptz)6](BF4)2 (ptz – 1-n-propyl-tetrazole) w temp.295 K i 10K SC [Fe(CN)6]4- LS

Temperatura przejścia spinowego T1/2 – temperatura, w której dwa stany o różnej multipletowości są obecne w stosunku 1:1 (HS = LS =0.5)

Typy krzywych przejść spinowych Efekt bistabilności (efekt pamięci) maszyny molekularne! zależność HS od temperatury: a-stopniowa; b-nagła, c- z histerezą, d- dwustopniowa, e-niecałkowita

Wpływ rozpuszczalnika na SCO Efekt solwatomagnetyczny - zmiana właściwości magnetycznych pod wpływem zmiany rozpuszczalnika [Fe(tap)2(NCS)2] . n CH3CN tap – 1,4,5,8-tetraazafenantren

Wpływ rozpuszczalnika na SCO CoII1,5[CrIII(CN)6] .7.5 H2O F AF

Wpływ przeciwjonu na SCO [Fe(trim)2](A)x.solv