Zweikernkomplexe mit vorhersagbaren magnetischen Eigenschaften

Ein Komplex, der zwei oder mehr paramagnetische übergangsmetall‐Ionen enthält, kann völlig andere magnetische Eigenschaften haben als Einkernkomplexe dieser Ionen. Die Eigenschaften von Zweikernkomplexen hängen von Art und Stärke der Metall‐Metall‐Wechselwirkungen über die verbrückenden Liganden ab. Weisen beide Ionen je ein ungepaartes Elektron auf (z. B. Cu 2+ ‐Ionen), dann ist der energetische Grundzustand des Moleküls entweder ein Spin‐Singulett oder ein Spin‐Triplett. Im ersten Fall spricht man von antiferromagnetischer, im zweiten von ferromagnetischer Wechselwirkung. Art und Stärke der Wechselwirkung können durch die Wahl der Metall‐Ionen sowie der verbrückenden und der terminalen Liganden und damit durch die Symmetrie und die Delokalisierung der metallzentrierten Orbitale, die von den ungepaarten Elektronen besetzt sind (magnetische Orbitale), gesteuert werden. Dies gelang zuerst bei einem rein ferromagnetischen Cu 2+ VO 2+ ‐Komplex. Die gleiche Strategie konnte zur Herstellung molekularer Ferromagnete genutzt werden, die eine der größten Herausforderungen auf dem Feld molekularer Werkstoffe ist. Man kann das Ausmaß der Wechselwirkung in einer vorgegebenen verbrückten Struktureinheit durch Variation der terminalen Liganden, die die Rolle von „Justierschrauben” übernehmen, genau abstimmen. Durch die sorgfältige Wahl sowohl der verbrückenden als auch der terminalen Liganden kann eine sehr starke antiferromagnetische Wechselwirkung erreicht werden, sogar im Falle weit voneinander entfernter Metall‐Ionen. Einige schwefelhaltige Brücken sind dafür besonders geeignet.