स्पिन संक्रमण

स्पिन संक्रमण आण्विक रसायन शास्त्र में दो इलेक्ट्रॉनिक राज्यों के बीच संक्रमण का एक उदाहरण है। एक इलेक्ट्रॉन की एक स्थिर से दूसरे स्थिर (या metastability ) इलेक्ट्रॉनिक राज्य में एक प्रतिवर्ती और पता लगाने योग्य फैशन में पारगमन करने की क्षमता, इन आणविक प्रणालियों को आणविक इलेक्ट्रॉनिक्स के क्षेत्र में आकर्षक बनाती है।

अष्टफलकीय परिवेश में

जब विन्यास का एक संक्रमण धातु आयन $d^{n}$, $n=4$ को $7$, अष्टभुजाकार परिवेश में है, इसकी जमीनी अवस्था निम्न स्पिन (LS) या उच्च स्पिन (HS) हो सकती है, जो कि परिमाण के पहले सन्निकटन पर निर्भर करता है। $\Delta$ बीच ऊर्जा अंतराल $e_{g}$ और $t_{2g}$ अर्थ स्पिन पेयरिंग एनर्जी के सापेक्ष मेटल ऑर्बिटल्स $P$ (क्रिस्टल क्षेत्र सिद्धांत देखें)। अधिक सटीक, के लिए $\Delta >>P$, जमीनी स्थिति उस विन्यास से उत्पन्न होती है जहाँ $d$ इलेक्ट्रॉन सबसे पहले कब्जा करते हैं $t_{2g}$ निम्न ऊर्जा वाले ऑर्बिटल्स, और यदि छह से अधिक इलेक्ट्रॉन हैं, तो $e_{g}$ उच्च ऊर्जा की कक्षाएँ। जमीनी स्थिति तब एलएस है। दूसरी ओर, के लिए $\Delta <<P$, हुंड के नियमों की सूची | हुंड के नियम का पालन किया जाता है। एचएस ग्राउंड स्टेट को मुक्त धातु आयन के समान बहुलता (रसायन विज्ञान) मिली है। यदि के मान $P$ और $\Delta$ तुलनीय हैं, एक LS↔HS संक्रमण हो सकता है।

$d^{n}$ विन्यास

सभी संभव के बीच $d^{n}$ धातु आयन का विन्यास, $d^{5}$ और $d^{6}$ तक सबसे महत्वपूर्ण हैं। स्पिन संक्रमण घटना, वास्तव में, पहली बार 1930 में ट्रिस (डाइथियोकार्बामेटो) आयरन (III) यौगिकों के लिए देखी गई थी। दूसरी ओर, लोहे (द्वितीय) स्पिन संक्रमण परिसरों का सबसे व्यापक रूप से अध्ययन किया गया था: इन दोनों में से विक्षनरी के रूप में माना जा सकता है: मूलरूप # स्पिन संक्रमण प्रणालियों का उच्चारण, अर्थात् Fe (NCS)₂(बिपी)₂ और फे (एनसीएस)₂(फेन)₂ (bipy = 2,2'-bipyridine और फेन = 1,10-फेनेंथ्रोलाइन)।

आयरन (द्वितीय) परिसरों

हम लौह (II) परिसरों के विशिष्ट मामले पर ध्यान केंद्रित करके स्पिन संक्रमण के तंत्र पर चर्चा करते हैं। आणविक पैमाने पर स्पिन संक्रमण स्थानांतरित इलेक्ट्रॉनों के स्पिन फ्लिप के साथ एक आंतरिक इलेक्ट्रॉन स्थानांतरण से मेल खाता है। लोहे (द्वितीय) यौगिक के लिए इस स्थानांतरण में दो इलेक्ट्रॉन शामिल हैं और स्पिन विविधताएं हैं $\Delta S=2$. का अधिभोग $e_{g}$ HS अवस्था में कक्षक, LS अवस्था की तुलना में अधिक होते हैं और ये कक्षक, LS अवस्था की तुलना में अधिक प्रतिरक्षी होते हैं $t_{2g}$. यह इस प्रकार है कि एलएस राज्य की तुलना में एचएस राज्य में औसत धातु-लिगैंड बांड की लंबाई लंबी है। यह अंतर आयरन (II) यौगिकों के लिए 1.4-2.4 पीकोमीटर की सीमा में है।

एक स्पिन संक्रमण प्रेरित करने के लिए

स्पिन संक्रमण को प्रेरित करने का सबसे आम तरीका सिस्टम के तापमान को बदलना है: तब संक्रमण की विशेषता होगी $\rho _{H}=f(T)$, कहाँ $\rho _{H}$ हाई-स्पिन अवस्था में अणुओं का दाढ़ अंश है। इस तरह के वक्र प्राप्त करने के लिए वर्तमान में कई तकनीकों का उपयोग किया जाता है। सबसे सरल विधि में दाढ़ संवेदनशीलता की तापमान निर्भरता को मापने के होते हैं। कोई अन्य तकनीक जो राज्य के एलएस या एचएस के अनुसार अलग-अलग प्रतिक्रिया प्रदान करती है, का भी निर्धारण करने के लिए उपयोग किया जा सकता है $\rho _{H}$. इन तकनीकों में, मोसबाउर स्पेक्ट्रोस्कोपी लोहे के यौगिकों के मामले में विशेष रूप से उपयोगी रही है, जो दो अच्छी तरह से हल किए गए चतुर्भुज दोहरे दिखाते हैं। इनमें से एक एलएस अणुओं के साथ जुड़ा हुआ है, दूसरा एचएस अणुओं के साथ: उच्च-स्पिन दाढ़ का अंश तब दोहरे की सापेक्ष तीव्रता से घटाया जा सकता है।

संक्रमण के प्रकार

विभिन्न प्रकार के संक्रमण देखे गए हैं। यह अचानक हो सकता है, कुछ केल्विन रेंज के भीतर हो सकता है, या बड़े तापमान रेंज के भीतर होने वाला चिकना हो सकता है। यह कम तापमान और उच्च तापमान दोनों पर भी अधूरा हो सकता है, भले ही बाद वाला अधिक बार देखा गया हो। इसके अलावा, $\rho _{H}=f(T)$ कूलिंग या हीटिंग मोड में वक्र बिल्कुल समान हो सकते हैं, या एक हिस्टैरिसीस प्रदर्शित कर सकते हैं: इस मामले में सिस्टम तापमान की एक निश्चित सीमा में दो अलग-अलग इलेक्ट्रॉनिक राज्यों को ग्रहण कर सकता है। अंत में संक्रमण दो चरणों में हो सकता है।

यह भी देखें

• स्पिन क्रॉसओवर

श्रेणी:क्वांटम रसायन