Манганови комплекси с променящи се стабилни състояния

В скорошно проучване български изследователски екип обясни на молекулно ниво магнитните свойства на серия от спин-хибридни метал-органични комплекси, съдържащи йони на Mn(II). С помощта на квантово-химични изчисления е установено, че един от изследваните комплекси може да променя най-стабилното си спиново състояние в зависимост от начина на припокриване на молекулните орбитали.

Mn(II) със своите пет несдвоени електрона е особено подходящ за включване в комплекси с органични радикали, тъй като дава възможност за реализиране както на феромагнитен, така и на антиферомагнитен спинов обмен. В работата са изследвани три октаедрични ацетилацетонатни комплекса на  Mn(II), в които аксиалните лиганди са стабилни нитроксидни или тиазилови радикали, свързани на мета– или пара-позиция към пиридин. Оптимизация на структурите им показва, че са възможни две ориентации на органичния радикал спрямо екваториалната равнина със сравними магнитни характеристики. p-Свързващо припокриване на магнитните орбитали допринася за реализиране на антиферомагнитно взаимодействие между металния йон и пара-радикалите, а мета-аналозите им обменят спин с Mn(II) чрез s-припокриване. За постигане на феромагнетизъм е необходима s-p ортогоналност или p-антисвързващо припокриване. За промяна на основното магнитно състояние на един от комплексите е достатъчна вариация в степента на спрежение на органичния радикал с пиридиновото ядро. Такива системи с контролируема смяна на магнитното състояние могат да намерят приложение напр. като магнитни сензори.

Оригинална статия: A. Ivanova, J. Romanova, A. Tadjer, M. Baumgarten, Magnetostructural Correlation for Rational Design of Mn(II) Hybrid-Spin Complexes, J. Phys. Chem. A 117 (2013) pp. 670–678.