Spin přechod - Spin transition
tento článek ne uvést žádný Zdroje.Únor 2016) (Zjistěte, jak a kdy odstranit tuto zprávu šablony) ( |
tento článek může být pro většinu čtenářů příliš technická na to, aby tomu rozuměli. Prosím pomozte to vylepšit na aby to bylo srozumitelné pro neodborníky, aniž by byly odstraněny technické podrobnosti. (Září 2010) (Zjistěte, jak a kdy odstranit tuto zprávu šablony) |
The přechod spinu je příklad přechodu mezi dvěma elektronické stavy v molekulární chemie. Schopnost elektron přepravit ze stáje do jiné stáje (nebo metastabilní ) elektronický stav reverzibilním a detekovatelným způsobem, činí tyto molekulární systémy přitažlivými v oblasti molekulární elektronika.
V oktaedrickém prostředí
Když přechodový kov konfigurace , na , je v osmistěn okolí, jeho základní stav může být nízký spin (LS) nebo vysoký spin (HS), v závislosti na první aproximaci velikosti energetická mezera mezi a kovové orbitaly vzhledem k znamenat energie spárování párování (vidět Teorie krystalového pole ). Přesněji pro , základní stav vychází z konfigurace, kde elektrony zabírají první orbitaly s nižší energií, a pokud existuje více než šest elektronů, pak orbitaly vyšší energie. Základní stav je pak LS. Na druhou stranu pro , Hundovo pravidlo je poslouchán. Základní stav HS je stejný multiplicita jako zdarma ion kovu. Pokud jsou hodnoty a jsou srovnatelné, může dojít k přechodu LS↔HS.
konfigurace
Mezi všemi možnými konfigurace kovového iontu, a jsou zdaleka nejdůležitější. Fenomén přechodu točení byl ve skutečnosti poprvé pozorován v roce 1930 u tris (dithiokarbamato) železo (III) sloučeniny. Na druhou stranu železo (II) komplexy spinového přechodu byly nejvíce studovány: mezi těmito dvěma lze považovat komplexy archetypy spinových přechodových systémů, konkrétně Fe (NCS)2(bipy)2 a Fe (NCS)2(fen)2 (bipy = 2,2'-bipyridin a fen = 1,10-fenanthrolin).
Komplexy železa (II)
Diskutujeme o mechanismu přechodu spinu tím, že se zaměříme na konkrétní případ komplexů železa (II). V molekulárním měřítku spinový přechod odpovídá interiontovému elektronový přenos se spinovým převrácením přenesených elektronů. U sloučeniny železa (II) zahrnuje tento přenos dva elektrony a variace spinu jsou . Obsazenost orbitaly jsou vyšší ve stavu HS než ve stavu LS a tyto orbitaly jsou více antibonding než . Z toho vyplývá, že průměrný kovligand délka vazby je delší ve stavu HS než ve stavu LS. Tento rozdíl je v rozmezí 1,4–2,4 odpoledne pro sloučeniny železa (II).
K vyvolání přechodu odstřeďování
Nejběžnějším způsobem vyvolání přechodu odstřeďování je změna teploty systému: přechod bude poté charakterizován a , kde je molární zlomek molekul ve vysokotočivém stavu. K získání těchto křivek se v současné době používá několik technik. Nejjednodušší metoda spočívá v měření teplotní závislosti molární citlivosti. K určení lze také použít jakoukoli jinou techniku, která poskytuje různé odpovědi podle toho, zda je stav LS nebo HS . Mezi těmito technikami Mössbauerova spektroskopie bylo zvláště užitečné v případě sloučeniny železa, ukazující dva dobře vyřešené kvadrupólové dublety. Jeden z nich je spojen s molekulami LS, druhý s molekulami HS: molární frakce s vysokým spinem pak může být odvozena z relativní intenzity dubletů.
Druhy přechodu
Byly pozorovány různé typy přechodu. To může být náhlé, k nimž dojde během několika málo kelvinů rozsah nebo hladký, vyskytující se ve velkém teplotním rozsahu. Mohlo by to být také neúplné jak při nízké teplotě, tak při vysoké teplotě, i když je tato teplota častěji pozorována. Navíc křivky mohou být striktně identické v režimech chlazení nebo topení nebo vykazovat a hystereze: v tomto případě může systém předpokládat dva různé elektronické stavy v určitém teplotním rozsahu. Nakonec může k přechodu dojít ve dvou krocích.