Синтез полифункционального соединения на основе Mn(iii) с основанием Шиффа

Синтез полифункционального соединения на основе Mn(iii) с основанием Шиффа
Даты проведения
с 2020-06-08 по 2020-10-09

Полифункциональность – одно из перспективных направлений современной химической науки. Рациональный подход к проектированию гибридных многофункциональных материалов состоит в управляемой сборке двух составляющих, обладающих разными свойствами (проводимость и магнетизм, проводимость и фотохромизм). Это способствует появлению новых физических явлений. Такие классы соединений привлекают внимание исследователей, так как обладают потенциалом в применении их в качестве химических переключателей, датчиков и устройств молекулярной памяти. В этой связи, бифункциональные системы, сформированные магнитной подрешеткой и переключаемой молекулярной компонентной, являются особенно перспективными. Одним из лучших примеров молекулярной бистабильности являются спин-кроссовер комплексы (СКО), которые подходят в качестве необходимой молекулярной компоненты. Эти комплексы изменяют свое спиновое состояние из низкоспинового (Нс) в высокоспиновое (Вс) под влиянием внешних факторов, таких как температура, облучение светом, или давление. Подавляющее большинство представленных на сегодняшний день комплексов СКО приходится в основном на долю координационных соединений железа (II), железа (III), в меньшей степени кобальта (II), и лишь в единичных случаях хрома (II) или марганца (III). Спиновые переходы в ионах d4 очень редки. Особенности лигандов-оснований Шиффа благоприятствуют возникновению СКО в комплексах марганца (III), обеспечивая возможность изучения этого редкого эффекта. К настоящему времени известно несколько примеров, показывающих комбинацию свойств СКО с другими свойствами в одной кристаллической решетке. Например, было показано, что СКО сосуществует с магнитным обменом, с фазовым переходом кристалл-жидкость и др. Электрическая проводимость – фундаментальное свойство материи, которое интенсивно исследуется в современной науке. В качестве проводящих блоков чаще всего используют бисдитиоленовые комплексы металлов, демонстрирующие проводящие/сверхпроводящие свойства в совокупности с магнитными и оптическими. Анионная природа таких комплексов позволяет достигать сосуществования проводимости и свойств СКО в кристаллическом образце. Подобные комплексы описаны в некоторых работах, однако они получены в основном на основе Fe(III), и очень редко встречаются на основе Mn(III). В качестве электропроводящего аниона может быть использован 7,7,8,8- тетрацианохинодиметан (TCNQ), комплексные соли которого обладают полупроводниковыми и проводящими свойствами, примером которых служит соль TTF-TCNQ (при комнатной температуре вдоль направления стопок проводимость составляет 500 Oм-1см-1).

В данной работе будет представлен синтез, исследование кристаллической структуры и проводящие свойства соединения, содержащего проводящий и магнитный блоки. Синтез данного соединения провёл лично я в МБОУ Старокупавинский лицей. В качестве магнитной компоненты использовался комплекс на основе Mn+3 с основанием Шиффа: [Mn(5-Cl-sal-N-1,5,8,12)]ClO4, а в качестве проводящей – π- акцептор электронов 7,7,8,8-тетрацианхинодиметан (TCNQ). В работе исследована кристаллическая структура, проводящие и магнитные свойства полученного комплекса. Полученная соль является полупроводников с энергией активации ΔE = 0.210 eV и демонстрирует резкий спин-кроссовер переход с широким гистерезисом примерно при 120 K. В качестве планов на будущее мы планируем разработать методики замещения хлора в данном соединении на другие галогены.


Комиссаренко А.О., Муниципальное бюджетное образовательное учреждение “Старокупавинский лицей”

Казакова А.В., Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт проблем химической физики РАН

О проекте

Проект опубликовал

Целевая аудитория

школьники 8-11 класс абитуриенты студенты специалисты

Специализации

Исследование Эксперимент

Области знаний

Химия и нанотехнологии