Компьютерное моделирование магнитных свойств наноразмерных комплексов переходных металлов (290,00 руб.)

Стр.2

Стр.3

Стр.4

УДК 546:620.5 ББК Г116.6:30.3 З-93 Печатается по решению редакционно-издательского совета Казанского национального исследовательского технологического университета Рецензенты: д-р хим. наук, проф. Д. Г. Яхваров д-р техн. наук, проф. М. П. Данилаев З-93 Зуева Е. М. Компьютерное моделирование магнитных свойств наноразмерных комплексов переходных металлов : монография / Е. М. Зуева, М. М. Петрова; Минобрнауки России, Казан. нац. исслед. технол. ун-т. – Казань : Изд-во КНИТУ, 2022. – 212 с. ISBN 978-5-7882-3146-4 Проводится анализ современных подходов к изучению магнитных свойств многоядерных координационных соединений, рассматриваются известные теоретические модели, и предлагаются новые подходы, использующие потенциал квантово-химических расчетов. Предназначена для научных работников, аспирантов и преподавателей университетов, специализирующихся в области магнетохимии координационных соединений. Подготовлена на кафедре неорганической химии. УДК 546:620.5 ББК Г116.6:30.3 ISBN 978-5-7882-3146-4 © Зуева Е. М., Петрова М. М., 2022 © Казанский национальный исследовательский технологический университет, 2022 2

Стр.2

О Г Л А В Л Е Н И Е Введение ..................................................................................................... 5 Глава 1. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ПОДХОДЫ К ИЗУЧЕНИЮ МАГНИТНЫХ СВОЙСТВ МНОГОЯДЕРНЫХ КООРДИНАЦИОННЫХ СОЕДИНЕНИЙ ........... 8 1.1. Магнитные свойства комплексов с локализованными электронными спинами .......................................................................... 8 1.1.1. Обобщенный спин-гамильтониан для обменных кластеров с локализованными электронными спинами в постоянном магнитном поле...........................................................9 1.1.2. Расчет молярной намагниченности и молярной магнитной восприимчивости .......................................................... 16 1.1.3. Молекулярные магниты. Эффект молекулярной бистабильности ................................................................................ 18 1.2. Магнитные свойства комплексов с мигрирующими электронами ........................................................................................... 23 1.2.1. Биядерные комплексы ........................................................... 24 1.2.2. Многоядерные комплексы .................................................... 32 1.3. Явление спин-кроссовера .............................................................. 35 1.4. Экспериментальные методы исследования ................................. 43 1.4.1. Методы магнетохимического эксперимента ....................... 43 1.4.2. Спектроскопические методы ................................................ 48 1.5. Роль квантово-химических расчетов ............................................ 55 Глава 2. КВАНТОВО-ХИМИЧЕСКИЙ ПОДХОД И ЕГО РАЗВИТИЕ ПРИМЕНИТЕЛЬНО К МНОГОЯДЕРНЫМ МАГНИТНО-АКТИВНЫМ КОМПЛЕКСАМ ...................................... 58 2.1. Расчет параметров изотропного обмена для обменных кластеров с локализованными электронными спинами .................... 58 2.1.1. Взаимно однозначное соответствие между собственными значениями нерелятивистского электронного гамильтониана и гамильтониана изотропного обмена ................. 59 2.1.2. Подходы к расчету и известные расчетные схемы ............. 63 2.1.3. Методические приемы для описания изотропного обмена в многоядерных обменных кластерах ............................... 71 2.2. Расчет параметров изотропного спин-гамильтониана для комплексов с двойным обменом ................................................... 73 3 3

Стр.3

2.2.1. Подходы к расчету и известные расчетные схемы ............. 74 2.2.2. Расчетные схемы для многоядерных комплексов .............. 83 2.3. Расчеты комплексов со спин-кроссовером ................................. 91 2.3.1. Расчет структурных параметров и относительных энергий электронных состояний .................................................... 92 2.3.2. Подход к изучению явления температурного спин-кроссовера в многоядерных комплексах .............................. 93 2.4. Расчет параметров мессбауэровских спектров ........................... 98 Глава 3. КОМПЛЕКСНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ МНОГОЯДЕРНЫХ ОБМЕННЫХ КЛАСТЕРОВ С ЛОКАЛИЗОВАННЫМИ ЭЛЕКТРОННЫМИ СПИНАМИ ............................................................ 99 3.1. Информационные возможности квантово-химического подхода: изучение трансферабельности обменных параметров .... 100 3.2. Информационные возможности квантово-химического подхода: решение проблемы однозначного описания магнитных свойств .............................................................................. 108 Глава 4. КОМПЛЕКСНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ МНОГОЯДЕРНЫХ ОБМЕННЫХ КЛАСТЕРОВ С МИГРИРУЮЩИМИ ЭЛЕКТРОНАМИ .......................................... 121 4.1. Обменные кластеры со структурой «куб в тетраэдре»: анализ мессбауэровских спектров ..................................................... 127 4.2. Обменные кластеры со структурой «куб в тетраэдре»: анализ магнитных свойств ................................................................. 136 Глава 5. ИЗУЧЕНИЕ ЯВЛЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРНОГО СПИН-КРОССОВЕРА В МНОГОЯДЕРНЫХ КОМПЛЕКСАХ ....... 150 5.1. Комплексы с цианидными мостиками ....................................... 152 5.1.1. Анализ влияния внутримолекулярных эффектов ............. 155 5.1.2. Анализ влияния эффектов кристаллической упаковки .......................................................................................... 160 5.1.3. Обменный эффект ................................................................ 162 5.2. Комплексы с органическими лигандами ................................... 163 5.2.1. Анализ влияния внутримолекулярных эффектов ............. 164 5.2.2. Обменный эффект ................................................................ 173 Заключение ............................................................................................. 177 Литература ............................................................................................. 178 4 4

Стр.4