Cálculos teóricos envolvendo sistemas magnéticos de baixa dimensionalidade

Abstract

Neste trabalho estudaram-se as propriedades magnéticas de sete novos compostos de coordenação através da Teoria do Funcional de Densidade. A fim de se obter descrições mais acuradas das topologias de spin e das constantes de acoplamento, realizou-se uma extensiva revisão dos níveis de teoria propostos em literatura, o que permitiu estabelecer que a combinação PBE/Def2-TZVP//Def2-SVP e TPSS/Def2-TZVP//Def2-SVP levava a resultados de nível qualitativo para as constantes de acoplamento (JAB) obtidas pela técnica de Broken-symmetry. Todas as estruturas moleculares foram resolvidas por difração de raios X por monocristal e os parâmetros estruturais foram utilizados para a realização de cálculos. Nos sistemas monoméricos [CuCl2(L1)2] e [Fe(L2)2(OH2)4], o processo FPBU foi utilizado para se avaliar as principais distâncias entre os centros metálicos que seriam importantes para o acoplamento magnético. Com estes resultados foi possível mostrar que o complexo de cobre comporta-se como um cadeia magnética supramolecular, enquanto que um comportamento paramagnético foi observado para o compostos de ferro(II). Os estudos das propriedades magnéticas por DFT de polímeros isoestruturais de fórmula 1∞[M(L3)2(bipy)(H2O)2] (M = CuII ou CoII) permitiu comparar como os acoplamentos magnéticos de uma molécula são influenciados pela troca dos centros metálicos revelando a importância da componente anisotrópica do cobalto(II). Os sistemas poliméricos contendo pontes carboxilato levaram a estruturas cujos cálculos previram identidades magnéticas completamente diferentes: o 1∞[Cu2(L3)4(phen)2] formando um sistema dimérico ferromagnético, com J acima de 200 cm-1 e o 2∞[Cu(L3)4] que forma a popular estrutura do tipo paddle-wheel antiferromagnética. Uma cautelosa análise da correlação magnetoestrutural para os polímeros contendo pontes carboxilato permitiu compreender a magnitude dos acoplamentos magnéticos esperados bem como a confirmação, por valores disponíveis em literatura, de que os valores calculados são consistentes. A complicada rede de acoplamentos magnéticos no sistema hexamérico do [Cu(OMe)(fta)]6 foi racionalizada com base em parâmetros geométricos, mostrando que todo o sistema poderia ser representado como a combinação de três sistemas diméricos individuais e uma posterior comparação com valores da literatura e dados experimentais corroboram que acoplamentos magnéticos da mesma ordem dos acoplamentos calculados são esperados.