Kooperativität und Hysterese beim Spin- Crossover

Lisa Zappe, 03.12.2013

J. A. Real, A. B. Gaspar, M. C. Munoz, Dalton Trans., 2005, 2062- 2079.

2

Gliederung

1. Allgemeines zum Spin- Crossover

2. Allgemeines zur Hysterese

3. Schematisches Modell der Kooperativität

4. Kooperative Wechselwirkungen

5. Zusammenfassung

6. Quellen

3

Größenordnung der Ligandenfeldaufspaltung 10 Dq bzw. ΔO

Für FeII HS-, LS- SCO- Komplexe 10 Dq HS < 11000 cm-1 HS- Komplex 10 Dq HS ≈ 11500 – 12500 cm-1 und 10 Dq LS ≈ 19000 – 21000 cm-1 SCO- Komplex 10 Dq LS > 21000 cm-1 LS- Komplex

1. Allgemeines zum Spin- Crossover

B. Weber, Koordinationschemie/ Metallorganische Chemie aus dem Modul AC III, 2011.

4

HS- LS Zustände

Quelle: Malcolm A. Halcrow, Quelle: Malcolm A. Halcrow, Spin- Crossover MaterialsSpin- Crossover Materials, Wiley, , Wiley, 2013.2013.

HS Hell; LS Dunkel

5

2. Allgemeines zur Hysterese

Malcolm A. Halcrow, Malcolm A. Halcrow, Spin- Crossover MaterialsSpin- Crossover Materials, Wiley, , Wiley, 2013.2013.

6

3. Schematisches Modell der Kooperativität

B. Weber, Habitilationsschrift, Strategien zur zielgerichteten Synthese molekularer Magnete, 2009.

7

4. Kooperative Wechselwirkungen Kovalente Bindungen Wasserstoffbrückenbindungen - Wechselwirkungen van der Waals- Wechselwirkungen

8

Kovalente Bindungen

B. Weber, B. Weber, Coord. Chem. Rev.Coord. Chem. Rev., , 20092009, , 253253, 2432-2449., 2432-2449.

Hysterese: 20K Hysterese: 10K

9

Packungen der einzelnen Polymere

Quelle: B. Weber, Quelle: B. Weber, Coord. Chem. Rev.Coord. Chem. Rev., , 20092009, , 253253, 2432-2449., 2432-2449.

10

Aufgrund der Struktur dieses Polymers sind keine

Wechselwirkungen zwischen den Polymersträngen möglich

C. Genre, G.S. Matouzenko, E. Jeanneau, D. Luneau, New J. Chem. 30 (2006)1669.

11

Lösungsmittelmoleküle verhindern die Wechselwirkungen

zwischen den Polymersträngen

=> Keine Kooperativität

C. Genre, G.S. Matouzenko, E. Jeanneau, D. Luneau, New J. Chem. 30 (2006)1669.

12

Wasserstoffbrückenbindungen

Wasserstoffbrücken zwischen N-H…O.

B. Weber, W. Bauer, J. Obel, Angew. Chem. Int. Ed., 2008, 47, 10098-10101

13

Wasserstoffbrücken (violett) verbinden die einzelnen Komplexemiteinander

B. Weber, W. Bauer, J. Obel, B. Weber, W. Bauer, J. Obel, Angew. Chem. Int. Ed.Angew. Chem. Int. Ed., , 20082008, , 4747, 10098-10101., 10098-10101.

14

Hysterese: 70K

B. Weber, W. Bauer, J. Obel, B. Weber, W. Bauer, J. Obel, Angew. Chem. Int. Ed.Angew. Chem. Int. Ed., , 20082008, , 4747, 10098-10101., 10098-10101.

15

Wechselwirkungen

J. A. Real, A. B. Gaspar, M. C. Munoz, Dalton Trans., 2005, 2062- 2079.

Hysterese: 50 K

16

5. Zusammenfassung

Kooperativität ist Voraussetzung für Hysterese

Große Strukturunterschiede zwischen HS und LS Zuständen begünstigen Kooperativität

Kombinationen von kooperativen Wechselwirkungen ergeben die größten Hysteresen

17

6. Quellen B. Weber, Habitilationsschrift, Strategien zur zielgerichteten

Synthese molekularer Magnete, 2009. Malcolm A. Halcrow, Spin- Crossover Materials, Wiley, 2013. B. Weber, Coord. Chem. Rev., 2009, 253, 2432-2449. B. Weber, W. Bauer, J. Obel, Angew. Chem. Int. Ed., 2008, 47,

10098-10101. W. Bauer, T. Pfaffeneder, K. Achterhold, B. Weber, Eur. J. Inorg.

Chem., 2011, 3183-3192. J. A. Real, A. B. Gaspar, M. C. Munoz, Dalton Trans., 2005,

2062- 2079. B. Weber, Koordinationschemie/ Metallorganische Chemie aus

dem Modul AC III, 2011. C. Genre, G.S. Matouzenko, E. Jeanneau, D. Luneau, New J.

Chem. 30 (2006)1669.