(TCNQ)22-基氢键分子磁体表现出非常强的反铁磁偶合作用(英文)
Very Strong Antiferromagnetic Coupling Interaction in (TCNQ)22- Spin Dimers H-bonding Molecular Magnetic Compound
作者单位
袁国军 南京工业大学应用化学系南京 210009 
赵顺平 南京工业大学应用化学系南京 210009 
任小明 南京工业大学应用化学系南京 210009
南京大学配位化学研究所配位化学国家重点实验室南京 210093 
孟庆金 南京大学配位化学研究所配位化学国家重点实验室南京 210093 
房晨婕 首都医科大学化学生物学与药学院北京 100069 
摘要: 合成并表征了一种新的离子对化合物[4-NH2-Py][TCNQ](其中4-NH2-Py+是4-氨基吡啶阳离子,TCNQ-为7,7,8,8-四氰基对苯二醌二甲烷自由基阴离子)。在该离子对化合物晶体中,2个TCNQ-离子形成了面对面堆积的二聚体;阴离子中的氰基分别和阳离子上的氨基、吡啶质子化氮原子之间存在非常强的分子间氢键。通过氢键作用,相邻的TCNQ-二聚体被阳离子连成三维氢键网络。变温磁化率测量表明,在2~400 K温度范围内,该离子对化合物表现为抗磁性。在密度泛函理论框架下,用对称性破损方法计算了化合物晶体中π二聚体内以及通过氢键连接的相邻的TCNQ-离子之间的磁交换常数,发现π二聚体内存在非常强的反铁磁交换作用,与之相比,通过氢键连接的TCNQ-离子之间的磁交换作用可以忽略。π二聚体内强反铁磁交换作用(J/kB≈1 805 K)导致了该化合物基本表现为抗磁性。
关键词: 离子对  晶体结构  磁性  DFT计算  对称性破损
基金项目: 
Abstract: An ion-pair type of hydrogen bonding molecular magnetic compound was prepared by means of combining the paramagnetic TCNQ-(TCNQ=7,7,8,8-tetracyanoquinodimethane) and nonmagnetic 4-aminopyridinium. The single crystal structure of the title compound shows two TCNQ- anions form an isolated -type (TCNQ)22- dimer, and the adjacent (TCNQ)22- dimers are connected by 4-aminopyridinium via strong hydrogen-bonding. The variable temperature magnetic susceptibility measurement in the temperature range of 2~400 K indicates diamagnetism characteristics of the compound. The magnetic coupling constants between the neighboring TCNQ- anions were evaluated by the broken-symmetry approach in the density functional theory (DFT) framework. The results reveal that the strong antiferromagnetic coupling interaction (J/kB≈1 805 K) within the π-type (TCNQ)22- dimer gives rise to the diamagnetism behavior for this ion-pair compound. CCDC: 779452.
Keywords: ion pairs  crystal structure  magnetic property  DFT calculation  broken-symmetry
 
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袁国军,赵顺平,任小明,孟庆金,房晨婕.(TCNQ)22-基氢键分子磁体表现出非常强的反铁磁偶合作用(英文)[J].无机化学学报,2011,27(1):167-173.
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