Magnetismo Molecular y Química de Coordinación
2006


Objetivos.

En los últimos veinte años ha habido un renovado interés en el estudio de las propiedades magnéticas de los compuestos de coordinación. Este interés está basado en la perspectiva de potenciales aplicaciones tecnológicas del comportamiento magnético presentado por estos compuestos así como el desafío que a nivel de ciencia básica representa la comprensión detallada de los mecanismos de interacción magnética. Como consecuencia directa, se ha dedicado un enorme esfuerzo a la síntesis y estudio de las propiedades magnéticas de compuestos de coordinación, lo que se traduce en el alto número de trabajos científicos publicados en las revistas internacionales más prestigiosas de química inorgánica en la actualidad. Esto ha conducido naturalmente a un importante avance y consolidación en la interpretación teórica del comportamiento magnético, especialmente en compuestos de coordinación polinucleares.

El presente curso tiene como objetivo ofrecer al estudiante interesado un panorama general del estado actual del conocimiento en este campo, desde una perspectiva moderna de la química inorgánica. Permitirá al estudiante profundizar en las propiedades derivadas de la estructura electrónica de átomos y moléculas, y dado el carácter multidisciplinario de este campo- le dará la posibilidad de relacionar estos temas con otros conceptos provenientes de la química inorgánica, la mecánica cuántica, la fisicoquímica, la química supramolecular, y la física y la química del estado sólido.

Conocimientos previos requeridos.

Se requieren conocimientos generales de estructura atómica, enlace químico, magnetismo y química de coordinación.

Previaturas.

Química de Coordinación o Bioinorgánica (para estudiantes plan 2000)

Química Inorgánica II (para estudiantes plan 1980)

Estructura del curso.

Duración:14 semanas efectivas de clase (un semestre)

Carga Horaria: 28 horas teórico (2 hs/semana)

Créditos: 4

Semestre: Impar

Evaluación: Prueba final

Programa analítico.

Tema 1. Introducción y perspectiva histórica

Tema 2. Medidas de magnetización y de susceptibilidad magnética.

1. Definiciones y conceptos generales
2. Diamagnetismo y paramagnetismo.
3. Momentos magnéticos en iones polielectrónicos. Acoplamiento Russel-Saunders
4. Conceptos básicos sobre teoría perturbacional.
5. Ecuaciones fundamentales: Fórmula de van Vleck
6. Paramagnetismo independiente de la temperatura.

Tema 3. Compuestos de coordinación mononucleares.

1. La ley de Curie.
2. Anisotropía del factor g.
3. Acoplamiento espín-órbita de segundo orden: desdoblamiento a campo cero.
4. Contribución orbital al momento magnético.
5. Acoplamiento espín-órbita de primer orden.
6. Baja simetría y bloqueo de la contribución orbital.
7. Propiedades magnéticas de los iones lantánidos.
8. Transiciones de espín.

Tema 4. Interacciones magnéticas en compuestos polinucleares.

1. El Hamiltoniano de espín.
2. Determinación de los estados de baja energía: modelo de Kambe.
3. Determinación de la ecuación de susceptibilidad en complejos polinucleares.

Tema 5. Modelos de orbitales para la interacción de canje magnético.

1. Conceptos Generales: orbitales magnéticos.
2. Orbitales magnéticos no ortogonalizados: modelo de Kahn.
3. Interacciones ferromagnéticas: ortogonalidad estricta y accidental.
4. Orbitales magnéticos ortogonalizados: modelo de Hoffman.
5. Complementariedad y anticomplementariedad.
6. Mecanismo de polarización de espín.

Tema 6. Fenómenos cooperativos y ordenamiento magnético: diseño y síntesis de imanes moleculares.

1. Ferromagnetismo, antiferromagnetismo, ferrimagnetismo.
2. Espín-canting, metamagnetismo, vidrios de espín.
3. Interacciones dipolares a través del espacio.
4. Alta dimensionalidad: imanes.
5. Complejos con elevado espín: anisotropía y efecto Túnel.

Bibliografía.

1. Olivier Kahn. "Molecular Magnetism". VCH Publishers, Inc. 1993.

2. R. L. Carlin. "Magnetochemistry". Springer, Berlín. 1986.

3. F.E. Mabbs and D.J. Machin. "Magnetism and Transition Metal Complexes". Chapman and Hall, London. 1973.

4. A. Earnshaw. "Introduction to Magnetochemistry". Academic Press. London, 1968.

Información adicional.

El curso será dictado siempre que haya un mínimo de tres estudiantes inscriptos.