Uni-Logo
Sie sind hier: Startseite Forschung
Artikelaktionen

Forschung in der Arbeitsgruppe Klingele

 

Schaltbare Koordinationsverbindungen

Eisen(II)-SCO-Verbindungen der Azole

 

Themen:
Vorhersage von SCO-Verbindungen
Einführung intramolekularer Kooperativität
Einführung intermolekularer Kooperativität

 

Die Miniaturisierung der Datenverarbeitung stellt eine große und wichtige Herausforderung für Wissenschaft und Technik dar. Die Koordinationschemie kann dabei durch die Entwicklung so genannter molekularer Schalter einen entscheidenden Beitrag leisten. Vor allem Spin-Crossover-Verbindungen (SCO) könnten sich als schaltbare Komponenten ganz besonders eignen. Ziel der Arbeiten in der Arbeitsgruppe Klingele  ist es daher, solche SCO-Systeme auf der Basis von Eisen(II)-Komplexen zu identifizieren und im Hinblick auf die gewünschten Eigenschaften zu optimieren.

sco in [fe(n2s)2(ncs)2]

Zweistufiger SCO, beobachtet in [FeL2(NCS)2] (L = ein Thiadiazol)

 

HS-Komplexe: Im oktaedrischen Ligandenfeld sind die d-Orbitale des zentralen Metallions in zwei Energieniveaus aufgespalten. In einem schwachen Ligandenfeld ist die Energiedifferenz ΔO zwischen dem t2g-Set niedrigerer und dem eg-Set höherer Energie kleiner als die Spinpaarungsenergie EP. Folglich wird der Hund’schen Regel folgend in diesem Fall zunächst jedes der fünf d-Orbitale mit jeweils einem Elektron parallelen Spins besetzt, bevor ein zweites Elektron mit antiparallelem Spin hinzugefügt wird. In diesem Besetzungszustand erreicht die Spinmultiplizität S für das jeweilige System ihr Maximum, weshalb er als high-spin-Zustand (HS) bezeichnet wird.

 

sco eines d6-systems

SCO in einem 3d6-System, induziert durch Temperatur- oder Druckänderung, durch Anlegen eines magnetischen Feldes oder durch Lichteinstrahlung

 

LS-Komplexe: Im Gegensatz dazu führt ein starkes Ligandenfeld zu einer Energiedifferenz ΔO zwischen dem t2g- und dem eg-Set, die größer ist als die Spinpaarungsenergie EP. Zunächst erfolgt daher Paarung der Elektronen auf dem tiefer liegenden t2g-Set, bevor das energetisch höher liegende eg-Set mit Elektronen aufgefüllt wird. In diesem so genannten low-spin-Zustand (LS) hat die Spinmultiplizität für das jeweilige System ihr Minimum.

 

SCO-Komplexe: In Abhängigkeit des Ligandenfeldes können Komplexe von Übergangsmetallionen der Elektronenkonfigurationen 3d4–3d7 mit oktaedrischer Koordination entweder im HS- oder im LS-Zustand vorliegen. Ein mittleres Ligandenfeld kann bei diesen Systemen zu einer Energiedifferenz zwischen den beiden Spinzuständen führen, die ausreichend gering ist, um ausgelöst durch eine relativ geringe externe Störung, z.B. einer Temperaturänderung, einer Druckänderung oder durch Lichteinstrahlung, einen Übergang vom einen in den anderen Zustand zu ermöglichen. Dieses Phänomen der Bistabilität von Übergangsmetallkomplexen bezeichnet man als Spin-Crossover (SCO).

MWK-Logo

ESF-Logo

VCI

Benutzerspezifische Werkzeuge