Ученые из отдела строения вещества ФИЦ ПХФ и МХ РАН в Черноголовке провели детальное исследование трех новых комплексов марганца(III). Несмотря на высокое структурное сходство, каждое из полученных веществ показало уникальный сценарий магнитного отклика на изменение температуры. Результаты этой работы были опубликованы в журнале Dalton Transactions.
В основе явления, которое изучали химики, лежит спиновый кроссовер — способность комплексов переходных металлов переключаться между двумя состояниями под воздействием температуры, давления или света. Это свойство рассматривается как перспективная основа для создания молекулярных сенсоров и элементов памяти. Однако главная задача на пути к практическому применению — научиться точно контролировать температуру такого переключения.
Авторы синтезировали три соединения с общей формулой, различающиеся лишь набором галогеновых заместителей (пары бром-фтор, хлор-бром и два йода) в фенольных кольцах органического лиганда. Используя рентгеноструктурный анализ и магнитометрию, они выяснили, что столь незначительные изменения в строении приводят к принципиально разным результатам.
Один из комплексов продемонстрировал постепенный и неполный спиновый переход, который не завершается даже при нагреве до 350 К. Другой показал два фазовых перехода, причем скачкообразный спиновый кроссовер у него происходил при 133 К, что на 50 К выше, чем у ранее изученного изомерного соединения с переставленными атомами хлора и брома. Третий же комплекс с двумя атомами йода оказался полностью инертным: во всем исследованном диапазоне температур ион марганца стабильно сохранял высокоспиновое состояние.
По словам ведущего научного сотрудника, кандидата химических наук Дениса Корчагина, это исследование наглядно показывает, что ключевую роль в формировании магнитных свойств играет не только внутримолекулярная структура, но и тонкая организация кристаллической упаковки. Заменяя атомы галогенов в лиганде, можно направленно влиять на систему межмолекулярных взаимодействий и тем самым управлять процессом переключения, что открывает путь к целенаправленному созданию материалов с заданными характеристиками.
Ранее Наука Mail рассказывала, что в России создан первый тандемный масс-спектрометр.
