Ανάπτυξη στρατηγικών σύνθεσης, χημική δραστικότητα και χαρακτηρισμός πλειάδων και πολυμερών ένταξης ιόντων μετάλλων της πρώτης σειράς μετάπτωσης

Abstract

The synthesis of high nuclearity transition metal clusters is one of the growing research subjects in Molecular Magnetism, since, it has been realised that a fairly large ground-state S value is one of the necessary requirements for molecules to be able to exhibit the phenomenon of single-molecule magnetism. The large spin ground state results from either ferromagnetic (or ferrimagnetic) exchange interactions between the paramagnetic centres and/or topologically frustrated antiferromagnetic interactions. The synthesis of new high-spin molecules is thus of interest. However, it is difficult to predict in advance what type of topology and structure will lead to a high-spin cluster and even more difficult to then achieve a deliberate synthesis of such a species. In most polynuclear clusters, magnetic exchange interactions are mainly propagated by bridging OH-, OR-, O2- or RCO2- ligands, or a combination of two or more of these groups; often these interactions lead to antiferromagnetic coupling. An alternative attractive approach to increase the ST value of the ground state would be the replacement of one or more of the above mentioned bridging ligands with other groups that are more prone to ferromagnetic coupling. Our results demonstrating the application of this approach are described below. […]

Οι πλειάδες των μετάλλων μεταπτώσεως σε ενδιάμεσες οξειδωτικές βαθμίδες, που στη βασική τους κατάσταση έχουν ένα ασυνήθιστα μεγάλο αριθμό ασύζευκτων ηλεκτρονίων, παρουσιάζουν εξαιρετικό ενδιαφέρον από μαγνητικής απόψεως. Αυτό συμβαίνει γιατί μια υψηλού spin βασική κατάσταση είναι αναγκαία (αλλά όχι ικανή) συνθήκη, ώστε αυτού του είδους τα μόρια να εμφανίζουν το φαινόμενο του μαγνητισμού μοναδικού μορίου (phenomenon of single-molecule magnetism). Μια ασυνήθιστα υψηλού spin βασική κατάσταση είναι το αποτέλεσμα τουλάχιστον μερικών, σιδηρομαγνητικών αλληλεπιδράσεων ανταλλαγής μεταξύ των παραμαγνητικών μεταλλικών κέντρων που συνθέτουν την μεταλλική πλειάδα και / ή της ύπαρξης του φαινομένου της αμηχανίας του spin (spin frustration) που συναντάται σε συγκεκριμένες τοπολογικές διευθετήσεις μεταλλικών κέντρων (φορέων των spins), όπου παρατηρείται ανταγωνισμός μεταξύ, συγκρίσιμης τάξης μεγέθους, αλληλεπιδράσεων ανταλλαγής. Ρίχνοντας μια προσεκτική ματιά στους συντακτικούς τύπους γνωστών μεταλλικών πλειάδων, παρατηρούμε ότι στις περισσότερες από αυτές η γεφύρωση των μεταλλικών ιόντων επιτυγχάνεται συνήθως μέσω των ανιόντων OH-, OR-, Ο2- ή RC02-, καθώς και συνδυασμούς αυτών. Οι μαγνητικές αλληλεπιδράσεις που μεταδίδονται μέσω αυτών των γεφυρών είναι συνήθως αντισιδηρομαγνητικές, με αποτέλεσμα την αλληλοεξουδετέρωση των spins και την απομόνωση μεταλλικών πλειάδων με χαμηλές βασικές καταστάσεις. Για την αντιμετώπιση αυτού του προβλήματος σκεφτήκαμε ότι η αντικατάσταση των παραπάνω γεφυρωτικών ανιόντων με άλλα που προάγουν σιδηρομαγνητικές αλληλεπιδράσεις, πιθανόν να οδηγούσε σε μεταλλικές πλειάδες με υψηλή βασική κατάσταση. […]