Low-dimensional polynuclear complexes and high-spin molecules: towards molecular magnets

Resum

La química de coordinació pot donar lloc a noves molècules que presenten fenòmens magnètics cooperatius i es comporten com a imants. S'han pogut desenvolupar dues vies per sintetitzar aquests sistemes: a) complexos de baixa dimensionalitat (1-D o 2-D) units en el cristall de tal manera que donen ferromagnetisme tridimensional i b) molècules aïllades amb estat fonamental de spín elevat i alta anisotropia, la qual cosa origina temps de relaxació llargs. Amb aquestes perspectives, s'han preparat i caracteritzat dues sèries diferents d'imants moleculars: a) Els lligands pseudohalur (azidur, tiocianat i selenocianat) són bons lligands pont que donen interaccions magnètiques fàcilment modulables entre ions metàl·lics com CuII, NiII i MnII. Amb CuII i NiII, aquestes interaccions rarament van més enllà del magnetisme molecular, i no donen lloc a imants moleculars. Es tracta d'espècies interessants perquè permeten aprofundir en el camp de les relacions magnetoestructurals. En canvi, amb MnII, el lligand pont azidur, junt amb la presència de lligands bloquejants derivats de la piridina, dóna fàcilment sistemes mono- o bidimensionals que presenten ordenament magnètic a llarga distància, a causa de fenòmens de «canting magnètic». Es tracta, doncs, de veritables imants moleculars. b) També s'ha desenvolupat la química de nous carboxilats de manganès amb pont oxo. La nostra atenció s'ha centrat especialment en la sèrie dels dodecamanganesos (III,IV) de fórmula [Mn12O12(2-Xbenzoato) 16(H2O)4] (X = F, Cl, Br, Me). Els nous complexos s'han comparat amb els acetato i benzoato ja descrits. Tots ells son espècies superparamagnètiques amb un estat fonamental de spín molt elevat (ST = 10) i alta anisotropia, que presenten cicle d'histèresi i temperatura de bloqueig magnètic prop de 4 K. Llur característica més important i peculiar és la presència d'un component imaginari (out-of-phase) en les mesures de susceptibilitat ac. El màxim d'aquest component imaginari depèn de la temperatura, la