विस्तारित धातु परमाणु श्रृंखला: Difference between revisions
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कार्बधात्विक रसायन विज्ञान में, विस्तारित धातु परमाणु श्रृंखला (ईएमएसी) अणु होते हैं जो धातु-धातु बंधन धातु परमाणुओं के एक रैखिक श्रृंखला यौगिक से मिलकर होते हैं, जो जैविक [[लिगेंड|संलग्नी]] से घिरे होते हैं। ये यौगिक सबसे छोटे [[आणविक तार]]ों का प्रतिनिधित्व करते हैं। [[नैनो इलेक्ट्रॉनिक्स]] के लिए ऊर्ध्वगामी दृष्टिकोण के लिए ऐसी प्रजातियों पर शोध किया जाता है, हालांकि कोई भी अनुप्रयोग निकट अवधि में नहीं है। <ref>[[F. Albert Cotton]], Carlos A. Murillo and Richard A. Walton (eds.), ''Multiple Bonds Between Metal Atoms'', 3rd edition, Springer (2005).</ref> | |||
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[[File:HUXDEK.png|thumb| | [[File:HUXDEK.png|thumb|An Ni<sub>9</sub> EMAC <ref>{{cite journal|doi=10.1039/b923125k|pmid=20372713|title=Probing the electronic communication of linear heptanickel and nonanickel string complexes by utilizing two redox-active [Ni2(napy)4]3+ moieties|year=2010|last1=Hua|first1=Shao-An|last2=Liu|first2=Isiah Po-Chun|last3=Hasanov|first3=Hasan|last4=Huang|first4=Gin-Chen|last5=Ismayilov|first5=Rayyat Huseyn|last6=Chiu|first6=Chien-Lan|last7=Yeh|first7=Chen-Yu|last8=Lee|first8=Gene-Hsiang|last9=Peng|first9=Shie-Ming|journal=Dalton Transactions|volume=39|issue=16|pages=3890–6|url=http://ntur.lib.ntu.edu.tw/bitstream/246246/239455/-1/441.pdf }}</ref>]]एक ईएमएसी अणु में [[संक्रमण धातु]]ओं (सामान्यतः [[क्रोमियम]], [[कोबाल्ट]], [[ निकल |निकल]], या [[ ताँबा |ताँबा]]) की एक रैखिक श्रृंखला होती है जो एक दूसरे से बंधी होती है और कार्बनिक लिगैंड्स से घिरी होती है। धातु की श्रृंखला सामान्यतः आयनों द्वारा अंत-आच्छादित होती हैं, सामान्यतः हैलाईड है। कार्बनिक संलग्नी प्रायः पाइरिडाइलैमाइड,पाइरीडोन, 1,8-नेफ्थिरिडीन, या उनके व्युत्पन्न शब्द है। प्रत्येक धातु परमाणु [[ऑक्टाहेड्रल आणविक ज्यामिति|अष्टफलकीय आणविक ज्यामिति]] है। छह-समन्वय, अणु की धुरी के साथ दो अन्य धातुओं से बंधे होते हैं (अवसानक धातुओं को छोड़कर, जो एक धातु और एक आच्छद आयनों से बंधे होते हैं) और धुरी के लंबवत चार नाइट्रोजन परमाणुओं के लिए बंधे होते हैं। | ||
कार्बनिक | कार्बनिक संलग्नी धातु के आयनों को एक साथ लाकर और उन्हें एक रेखीय श्रृंखला में संरेखित करके जंजीरों के निर्माण का खाका बनाते हैं। लिगैंड में नाइट्रोजन परमाणुओं की संख्या श्रृंखला में सम्मिलित होने वाले धातु परमाणुओं की संख्या निर्धारित करती है। इस प्रकार, संश्लेषण पूर्व निर्धारित लंबाई के आणविक तारों का उत्पादन करता है। यह विशेषता, इस तथ्य के संयोजन में कि अणुओं के अच्छी तरह से परिभाषित छोर हैं, ईएमएसी को अन्य प्रकार के आणविक तारों से अलग करते हैं: ईएमएसी केवल विशिष्ट आणविक संस्थाओं के रूप में उपस्थित हैं, वे एकत्रित नहीं होते हैं और वे दोहराई जाने वाली इकाइयों की आवधिक संरचना नहीं बनाते हैं। | ||
अधिकांश ज्ञात ईएमएसी में तीन से नौ धातु के परमाणु होते हैं। अब तक बनाए गए सबसे लंबे ईएमएसी में ग्यारह नी परमाणु | अधिकांश ज्ञात ईएमएसी में तीन से नौ धातु के परमाणु होते हैं। अब तक बनाए गए सबसे लंबे ईएमएसी में ग्यारह नी परमाणु सम्मिलित हैं और इसकी लंबाई लगभग 2 नैनोमीटर है, हालांकि यह अनुमान लगाया गया है कि वर्तमान में उपलब्ध संलग्नी के साथ 17 धातु परमाणुओं (4-5 नैनोमीटर) तक की जंजीरों तक पहुँचा जा सकता है।<ref>Two Linear Undecanickel Mixed-Valence Complexes: Increasing the Size and the Scope of the Electronic Properties of Nickel Metal Strings† | ||
Authors Rayyat H. Ismayilov, Wen-Zhen Wang, Gene-Hsiang Lee, Chen-Yu Yeh, Shao-An Hua, You Song, Marie-Madeleine Rohmer, Marc Bénard, [[Shie-Ming Peng]] .11 February 2011. DOI: 10.1002/anie.201006695</ref> | Authors Rayyat H. Ismayilov, Wen-Zhen Wang, Gene-Hsiang Lee, Chen-Yu Yeh, Shao-An Hua, You Song, Marie-Madeleine Rohmer, Marc Bénard, [[Shie-Ming Peng]] .11 February 2011. DOI: 10.1002/anie.201006695</ref> | ||
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ईएमएसी के विपरीत, रैखिक श्रृंखला यौगिक लंबाई में अनंत हैं। वे आच्छद लिगेंड्स के साथ समाप्त नहीं होते हैं। | |||
== प्रारंभिक विकास और बहस == | == प्रारंभिक विकास और बहस == | ||
तीन धातु परमाणुओं वाले पहले ईएमएसी को 1990 के दशक | तीन धातु परमाणुओं वाले पहले ईएमएसी को 1990 के दशक के प्रारम्भ में शी-मिंग पेंग (एनटीयू) और एफ अल्बर्ट कॉटन (टेक्सास ए एंड एम) के समूहों द्वारा स्वतंत्र रूप से संश्लेषित किया गया था।, जिन्होंने विस्तारित धातु परमाणु श्रृंखला शब्द गढ़ा था। कोबाल्ट युक्त अणु Co<sub>3</sub>(dpa)<sub>4</sub>Cl<sub>2</sub> (dpa = 2,2'-डिपिरिडायलामाइड) दोनों शोध समूहों द्वारा संश्लेषित किया गया था, लेकिन प्रत्येक ने एक अलग संरचना का प्रस्ताव दिया: ताइवान के समूह ने एक लंबे और छोटे सह-सह बंधन के साथ एक असममित संरचना की सूचना दी, जबकि टेक्सास समूह ने एक सममित संरचना की पहचान की परिमाण सह-सह बंध लंबाई वाली संरचना की सूचना दी। इस असहमति ने एक विवाद को उत्पन्न दिया जो वर्षों तक चला, जब तक यह आभास नहीं किया गया कि अणु के दोनों रूप वास्तव में एक साथ उपस्थित हैं। जबकि इस बहस ने इस अहसास को उत्पन्न दिया कि यौगिक को आणविक स्विच के रूप में इस्तेमाल किया जा सकता है, इसने एक नई समस्या भी उत्पन्न की क्योंकि मान्यता प्राप्त प्रकार के [[ संवयविता ]]में से कोई भी दो संरचनात्मक रूपों में एक अणु के अस्तित्व की व्याख्या नहीं कर सकता है जो केवल लंबाई में भिन्न होता है। एक या एक से अधिक बंधन (और उनकी रूढ़िवादिता या परमाणुओं की संयोजकता में नहीं)। समस्या को अंततः पंतज़िस और मैकग्राडी द्वारा [[क्वांटम रसायन|परिमाण रसायन]] विज्ञान के अध्ययन के माध्यम से हल किया गया, जिन्होंने दिखाया कि दो संरचनात्मक रूपों का परिणाम विभिन्न इलेक्ट्रॉनिक विन्यासों से होता है।<ref>D. A. Pantazis, J. E. McGrady (2006) “A three-state model for the polymorphism in linear tricobalt compounds”, J. Am. Chem. Soc., vol. 128, pp. 4128-4135. {{doi|10.1021/ja0581402}}.</ref> पंटाज़िस-मैकग्राडी प्रतिरूप वर्तमान में विभिन्न इलेक्ट्रॉनिक स्तिथि को समझने और EMACs के [[चुंबकत्व]] गुणों की व्याख्या करने के लिए उपयोग किया जाता है। | ||
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ईएमएसी के पास कोई व्यावसायिक अनुप्रयोग नहीं है, लेकिन वे [[nanocircuitry]] में [[विद्युत कंडक्टर]] के रूप में संभावित उपयोग के हैं। इसके | ईएमएसी के पास कोई व्यावसायिक अनुप्रयोग नहीं है, लेकिन वे [[nanocircuitry|नैनोर्कुइत्र्य]] में [[विद्युत कंडक्टर|विद्युत संवाहक]] के रूप में संभावित उपयोग के हैं। इसके अतिरिक्त, चालन को धातु श्रृंखला के[[ रिडॉक्स |अपचयोपचय]] या अपचयोपचय द्वारा नियंत्रित और ठीक-ठीक किया जा सकता है, जिससे आणविक रिओस्तिथि, [[ बदलना |बदलना]] और [[ट्रांजिस्टर|प्रतिरोधान्तरित्र]] के निर्माण का रास्ता खुल जाता है। इन संभावनाओं का प्रदर्शन किया गया है: | ||
* एकल-अणु | * एकल-अणु प्रतिरोधान्तरित्र जिसमें ट्रिन्यूक्लियर डिपिरिडायलामिडो यौगिक CuCu<sub>3</sub>(dpa)<sub>4</sub>Cl<sub>2</sub> और Ni<sub>3</sub>(dpa)<sub>4</sub>Cl<sub>2</sub> (dpa=2,2'-डिपिरिडायलामाइन), एल्यूमीनियम क्षेत्र-प्रभाव प्रतिरोधान्तरित्र विद्युतद्वार के साथ ऑक्सीकृत सिलिकॉन क्रियाधार पर निर्मित है। <ref>D.-H. Chae, J. F. Berry, S. Jung, F. A. Cotton, C. A. Murillo, Z. Yao (2006) “Vibrational Excitations in Single Trimetal-Molecule Transistors”, Nano Letters, vol. 6, pp. 165-168. {{doi|10.1021/nl0519027}}.</ref> | ||
* सोने की सतह से जुड़े पेंटा- और हेप्टाक्रोमियम ईएमएसी से बने स्टोकेस्टिक स्विच।<ref>I-W. P. Chen, M.-D. Fu, W.-H. Tseng, J.-Y. Yu, S.-H. Wu, C.-J. Ku, C.-h. Chen, S.-M. Peng (2006) “Conductance and Stochastic Switching of Ligand-Supported Linear Chains of Metal Atoms”, Angew. Chem. Int. Ed., vol. 45, pp. 5814-5818. {{doi|10.1002/anie.200600800}}.</ref> | * सोने की सतह से जुड़े पेंटा- और हेप्टाक्रोमियम ईएमएसी से बने स्टोकेस्टिक स्विच।<ref>I-W. P. Chen, M.-D. Fu, W.-H. Tseng, J.-Y. Yu, S.-H. Wu, C.-J. Ku, C.-h. Chen, S.-M. Peng (2006) “Conductance and Stochastic Switching of Ligand-Supported Linear Chains of Metal Atoms”, Angew. Chem. Int. Ed., vol. 45, pp. 5814-5818. {{doi|10.1002/anie.200600800}}.</ref> | ||
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Latest revision as of 10:05, 7 June 2023
कार्बधात्विक रसायन विज्ञान में, विस्तारित धातु परमाणु श्रृंखला (ईएमएसी) अणु होते हैं जो धातु-धातु बंधन धातु परमाणुओं के एक रैखिक श्रृंखला यौगिक से मिलकर होते हैं, जो जैविक संलग्नी से घिरे होते हैं। ये यौगिक सबसे छोटे आणविक तारों का प्रतिनिधित्व करते हैं। नैनो इलेक्ट्रॉनिक्स के लिए ऊर्ध्वगामी दृष्टिकोण के लिए ऐसी प्रजातियों पर शोध किया जाता है, हालांकि कोई भी अनुप्रयोग निकट अवधि में नहीं है। [1]
संरचना
An Ni9 EMAC [2]
एक ईएमएसी अणु में संक्रमण धातुओं (सामान्यतः क्रोमियम, कोबाल्ट, निकल, या ताँबा) की एक रैखिक श्रृंखला होती है जो एक दूसरे से बंधी होती है और कार्बनिक लिगैंड्स से घिरी होती है। धातु की श्रृंखला सामान्यतः आयनों द्वारा अंत-आच्छादित होती हैं, सामान्यतः हैलाईड है। कार्बनिक संलग्नी प्रायः पाइरिडाइलैमाइड,पाइरीडोन, 1,8-नेफ्थिरिडीन, या उनके व्युत्पन्न शब्द है। प्रत्येक धातु परमाणु अष्टफलकीय आणविक ज्यामिति है। छह-समन्वय, अणु की धुरी के साथ दो अन्य धातुओं से बंधे होते हैं (अवसानक धातुओं को छोड़कर, जो एक धातु और एक आच्छद आयनों से बंधे होते हैं) और धुरी के लंबवत चार नाइट्रोजन परमाणुओं के लिए बंधे होते हैं।
कार्बनिक संलग्नी धातु के आयनों को एक साथ लाकर और उन्हें एक रेखीय श्रृंखला में संरेखित करके जंजीरों के निर्माण का खाका बनाते हैं। लिगैंड में नाइट्रोजन परमाणुओं की संख्या श्रृंखला में सम्मिलित होने वाले धातु परमाणुओं की संख्या निर्धारित करती है। इस प्रकार, संश्लेषण पूर्व निर्धारित लंबाई के आणविक तारों का उत्पादन करता है। यह विशेषता, इस तथ्य के संयोजन में कि अणुओं के अच्छी तरह से परिभाषित छोर हैं, ईएमएसी को अन्य प्रकार के आणविक तारों से अलग करते हैं: ईएमएसी केवल विशिष्ट आणविक संस्थाओं के रूप में उपस्थित हैं, वे एकत्रित नहीं होते हैं और वे दोहराई जाने वाली इकाइयों की आवधिक संरचना नहीं बनाते हैं।
अधिकांश ज्ञात ईएमएसी में तीन से नौ धातु के परमाणु होते हैं। अब तक बनाए गए सबसे लंबे ईएमएसी में ग्यारह नी परमाणु सम्मिलित हैं और इसकी लंबाई लगभग 2 नैनोमीटर है, हालांकि यह अनुमान लगाया गया है कि वर्तमान में उपलब्ध संलग्नी के साथ 17 धातु परमाणुओं (4-5 नैनोमीटर) तक की जंजीरों तक पहुँचा जा सकता है।[3]
ईएमएसी के विपरीत, रैखिक श्रृंखला यौगिक लंबाई में अनंत हैं। वे आच्छद लिगेंड्स के साथ समाप्त नहीं होते हैं।
प्रारंभिक विकास और बहस
तीन धातु परमाणुओं वाले पहले ईएमएसी को 1990 के दशक के प्रारम्भ में शी-मिंग पेंग (एनटीयू) और एफ अल्बर्ट कॉटन (टेक्सास ए एंड एम) के समूहों द्वारा स्वतंत्र रूप से संश्लेषित किया गया था।, जिन्होंने विस्तारित धातु परमाणु श्रृंखला शब्द गढ़ा था। कोबाल्ट युक्त अणु Co3(dpa)4Cl2 (dpa = 2,2'-डिपिरिडायलामाइड) दोनों शोध समूहों द्वारा संश्लेषित किया गया था, लेकिन प्रत्येक ने एक अलग संरचना का प्रस्ताव दिया: ताइवान के समूह ने एक लंबे और छोटे सह-सह बंधन के साथ एक असममित संरचना की सूचना दी, जबकि टेक्सास समूह ने एक सममित संरचना की पहचान की परिमाण सह-सह बंध लंबाई वाली संरचना की सूचना दी। इस असहमति ने एक विवाद को उत्पन्न दिया जो वर्षों तक चला, जब तक यह आभास नहीं किया गया कि अणु के दोनों रूप वास्तव में एक साथ उपस्थित हैं। जबकि इस बहस ने इस अहसास को उत्पन्न दिया कि यौगिक को आणविक स्विच के रूप में इस्तेमाल किया जा सकता है, इसने एक नई समस्या भी उत्पन्न की क्योंकि मान्यता प्राप्त प्रकार के संवयविता में से कोई भी दो संरचनात्मक रूपों में एक अणु के अस्तित्व की व्याख्या नहीं कर सकता है जो केवल लंबाई में भिन्न होता है। एक या एक से अधिक बंधन (और उनकी रूढ़िवादिता या परमाणुओं की संयोजकता में नहीं)। समस्या को अंततः पंतज़िस और मैकग्राडी द्वारा परिमाण रसायन विज्ञान के अध्ययन के माध्यम से हल किया गया, जिन्होंने दिखाया कि दो संरचनात्मक रूपों का परिणाम विभिन्न इलेक्ट्रॉनिक विन्यासों से होता है।[4] पंटाज़िस-मैकग्राडी प्रतिरूप वर्तमान में विभिन्न इलेक्ट्रॉनिक स्तिथि को समझने और EMACs के चुंबकत्व गुणों की व्याख्या करने के लिए उपयोग किया जाता है।
संभावित अनुप्रयोग
ईएमएसी के पास कोई व्यावसायिक अनुप्रयोग नहीं है, लेकिन वे नैनोर्कुइत्र्य में विद्युत संवाहक के रूप में संभावित उपयोग के हैं। इसके अतिरिक्त, चालन को धातु श्रृंखला केअपचयोपचय या अपचयोपचय द्वारा नियंत्रित और ठीक-ठीक किया जा सकता है, जिससे आणविक रिओस्तिथि, बदलना और प्रतिरोधान्तरित्र के निर्माण का रास्ता खुल जाता है। इन संभावनाओं का प्रदर्शन किया गया है:
- एकल-अणु प्रतिरोधान्तरित्र जिसमें ट्रिन्यूक्लियर डिपिरिडायलामिडो यौगिक CuCu3(dpa)4Cl2 और Ni3(dpa)4Cl2 (dpa=2,2'-डिपिरिडायलामाइन), एल्यूमीनियम क्षेत्र-प्रभाव प्रतिरोधान्तरित्र विद्युतद्वार के साथ ऑक्सीकृत सिलिकॉन क्रियाधार पर निर्मित है। [5]
- सोने की सतह से जुड़े पेंटा- और हेप्टाक्रोमियम ईएमएसी से बने स्टोकेस्टिक स्विच।[6]
यह भी देखें
संदर्भ
- ↑ F. Albert Cotton, Carlos A. Murillo and Richard A. Walton (eds.), Multiple Bonds Between Metal Atoms, 3rd edition, Springer (2005).
- ↑ Hua, Shao-An; Liu, Isiah Po-Chun; Hasanov, Hasan; Huang, Gin-Chen; Ismayilov, Rayyat Huseyn; Chiu, Chien-Lan; Yeh, Chen-Yu; Lee, Gene-Hsiang; Peng, Shie-Ming (2010). "Probing the electronic communication of linear heptanickel and nonanickel string complexes by utilizing two redox-active [Ni2(napy)4]3+ moieties" (PDF). Dalton Transactions. 39 (16): 3890–6. doi:10.1039/b923125k. PMID 20372713.
- ↑ Two Linear Undecanickel Mixed-Valence Complexes: Increasing the Size and the Scope of the Electronic Properties of Nickel Metal Strings† Authors Rayyat H. Ismayilov, Wen-Zhen Wang, Gene-Hsiang Lee, Chen-Yu Yeh, Shao-An Hua, You Song, Marie-Madeleine Rohmer, Marc Bénard, Shie-Ming Peng .11 February 2011. DOI: 10.1002/anie.201006695
- ↑ D. A. Pantazis, J. E. McGrady (2006) “A three-state model for the polymorphism in linear tricobalt compounds”, J. Am. Chem. Soc., vol. 128, pp. 4128-4135. doi:10.1021/ja0581402.
- ↑ D.-H. Chae, J. F. Berry, S. Jung, F. A. Cotton, C. A. Murillo, Z. Yao (2006) “Vibrational Excitations in Single Trimetal-Molecule Transistors”, Nano Letters, vol. 6, pp. 165-168. doi:10.1021/nl0519027.
- ↑ I-W. P. Chen, M.-D. Fu, W.-H. Tseng, J.-Y. Yu, S.-H. Wu, C.-J. Ku, C.-h. Chen, S.-M. Peng (2006) “Conductance and Stochastic Switching of Ligand-Supported Linear Chains of Metal Atoms”, Angew. Chem. Int. Ed., vol. 45, pp. 5814-5818. doi:10.1002/anie.200600800.
