Combined ligand field and density functional theory analysis of the magnetic anisotropy in oligonuclear complexes based on FeIII-CN- MII exchange-coupled pairs

Inorganic Chemistry

Volumn 47, Issue 7, 2008, Pages 2449-2463

  Atanasov, Mihail ^a,b,c   Comba, Peter ^b   Daul, Claude A ^c  

^a INSTITUTE OF GENERAL AND INORGANIC CHEMISTRY   (Bulgaria)

^b UNIVERSITY OF HEIDELBERG   (Germany)

^c UNIVERSITY OF FRIBOURG   (Switzerland)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

EID: 42449133799     PISSN: 00201669     EISSN: None     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/ic701702x     Document Type: Article

References (132)

1. Li, D.; Clérac, R.; Parkin, S.; Wang, G.; Yee, G. T.; Holmes, S. M. Inorg. Chem. 2006, 45, 5251.
2. Bartlett, B. M.; Harris, T. D.; DeGroot, M. W.; Long, J. R. Z. Anorg. Allg. Chem. 2007, 633, 2380.
3. Gu, Z.-G.; Yang, Q.-F.; Liu, W.; Song, Y.; Li, Y.-Z.; Zuo, J.-L.; You, X.-Z. Inorg. Chem. 2006, 45, 8895.
4. Li, D.; Parkin, S.; Wang, G.; Yee, G. T.; Clérac, R.; Wernsdorfer, W.; Holmes, S. M. J. Am. Chem. Soc. 2006, 128, 4214.
5. Oshio, H.; Tamada, O.; Onodera, H.; Ito, T.; Ikoma, T.; Tero-Kubota, S. Inorg. Chem. 1999, 38, 5686.
6. Oshio, H.; Yamamoto, M.; Ito, T. Inorg. Chem. 2002, 41, 5817.
7. Li, D.; Parkin, S.; Wang, G.; Yee, G. T.; Prosvirin, A. V.; Holmes, S. M. Inorg. Chem. 2005, 44, 4903.
8. Liu, W.; Wang, C.-F.; Li, Y.-Z.; Zuo, J.-L.; You, X.-Z. Inorg. Chem. 2006, 45, 10058.
9. Wang, C.-F.; Zuo, J.-L.; Bartlett, B. M.; Song, Y.; Long, J. R.; You, X.-Z. J. Am. Chem. Soc. 2006, 128, 7162.
10. Gu, Z.-G.; Liu, W.; Yang, Q.-F.; Zhou, X.-H.; Zuo, J.-L.; You, X.-Z. Inorg. Chem. 2007, 46, 3236.
11. Van Langenberg, K.; Batten, S. R.; Berry, K. J.; Hockless, D. C. R.; Moubaraki, B.; Murray, K. S. Inorg. Chem. 1997, 36, 5006.
12. Berlinguette, C. P.; Galán-Mascarós, J. R.; Dunbar, K. R. Inorg. Chem. 2003, 42, 3416.
13. Wang, S.; Zuo, J.-L.; Zhou, H.-C.; Choi, H. J.; Ke, Y.; Long, J. R.; You, X.-Z. Angew. Chem., Int. Ed. 2004, 43, 5940.
14. Choi, H. J.; Sokol, J. J.; Long, J. R. Inorg. Chem. 2004, 43, 1606.
15. Ni, W.-W.; Ni, Z.-H.; Cui, A.-L.; Liang, X.; Kou, H.-Z. Inorg. Chem. 2007, 46, 22.
16. Ni, Z.-H.; Kou, H.-Z.; Zhang, L.-F.; Ni, W.-W.; Jiang, Y.-B.; Cui, A.-L. Inorg. Chem. 2005, 44, 9631.
17. Berlinguette, C. P.; Vaughn, D.; Cañada-Vilalta, C.; Galán-Mascarós, J. R.; Dunbar, K. R. Angew. Chem. 2003, 115, 1561.
18. Beltran, L. M. C.; Long, J. R. Acc. Chem. Res. 2005, 38, 325.
19. Rodríguez-Diéguez, A.; Kivekäs, R.; Sillanpää, R.; Cano, J.; Lloret, F.; McKee, V.; Stoeckli-Evans, H.; Colacio, E. Inorg. Chem. 2006, 45, 10537.
20. Toma, L. M.; Lescouëzec, R.; Pasán, J.; Ruiz-Pérez, C.; Vaissermann, J.; Cano, J.; Carrasco, R.; Wernsdorfer, W.; Lloret, F.; Julve, M. J. Am. Chem. Soc. 2006, 128, 4842.
21. Toma, L. M.; Delgado, F. S.; Ruiz-Pérez, C.; Carrasco, R.; Cano, J.; Lloret, F.; Julve, M. Dalton Trans. 2004, 2836.
22. Atanasov, M.; Comba, P.; Daul, C. A. J. Phys. Chem. A 2006, 110, 13332.
23. Atanasov, M.; Comba, P. J. Mol. Struct. 2007, 838, 157.
24. Atanasov, M.; Comba, P.; Daul, C. A.; Hauser, A. J. Phys. Chem. A 2007, 111, 9145.
25. Dirac, P. A. M. Proc. R. Soc. London 1929, A123, 714.
26. Van Vleck, J. H. Rev. Mat. Fis. Teor., Univ. Nac. Tucumán 1962, 14, 189.
27. Van Vleck, J. H.; Huang, N. L. In Polarisation Matière et Rayonnement, Volume Jubilaire en l'Honneur d'Alfred Kastler; La Société Françaisede Physique, Ed.; Presses Universitaires de France: Paris, 1969; p 506.
28. Huang, N. L.; Van Vleck, J. H. J. Appl. Phys. 1969, 40, 1144.
29. Levy, P. M. Phys. Rev. 1969, 177, 509.
30. Levy, P. M. In Magnetic Oxides; Craik, D. J., Ed.; John Wiley & Sons: London, 1975; p 181.
31. Lines, M. E. J. Chem. Phys. 1971, 55, 2977.
32. Kahn, O. Mol. Phys. 1975, 29, 1039.
33. Drillon, M.; Georges, R. Phys. Rev. B 1981, 24, 1278.
34. Tsukerblat, B. S.; Belinskii, M. I.; Fainzil'berg, V. E. Sov. Sci. Rev. 1987, B9, 337.
35. Borrás-Almenar, J. J.; Clemente-Juan, J. M.; Coronado, E.; Palii, A. V.; Tsukerblat, B. S. J. Phys. Chem. A 1998, 102, 200.
36. Borrás-Almenar, J. J.; Clemente-Juan, J. M.; Coronado, E.; Tsukerblat, B. S. Inorg. Chem. 1999, 38, 6081.
37. Borrás-Almenar, J. J.; Clemente-Juan, J. M.; Coronado, E.; Tsukerblat, B. S. J. Comput. Chem. 2001, 22, 985.
38. Tsukerblat, B. S.; Palii, A. V.; Mirovitskii, V. Y.; Ostrovsky, S. M.; Turta, K.; Jovmir, T.; Shova, S.; Bartolome, J.; Evangelisti, M.; Filoti, G. J. Chem. Phys. 2001, 115, 9528.
39. Palii, A. V.; Tsukerblat, B. S.; Coronado, E.; Clemente-Juan, J. M.; Borrás-Almenar, J. J. J. Chem. Phys. 2003, 118, 5566.
40. Barraclough, C. G.; Gregson, A. K. J. Chem. Soc., Faraday Trans. 1972, 2, 177.
41. Kahn, O. Mol. Phys. 1976, 31, 957.
42. Briat, B.; Kahn, O.; Morgenstern-Badarau, I.; Rivoal, J. C. Inorg. Chem. 1981, 20, 4193.
43. Drillon, M.; Georges, R. Phys. Rev. B 1982, 26, 3882.
44. Leuenberger, B.; Güdel, H. U. Mol. Phys. 1984, 51, 1.
45. Ceulemans, A.; Heylen, G. A.; Chibotaru, L. F.; Maes, T. L.; Pierloot, K.; Ribbing, C.; Vanquickenborne, L. G. Inorg. Chim. Acta 1996, 251, 15.
46. Ceulemans, A.; Chibotaru, L. F.; Heylen, G. A.; Pierloot, K.; Vanquickenborne, L. G. Chem. Rev. 2000, 100, 787.
47. Borrás-Almenar, J. J.; Clemente-Juan, J. M.; Coronado, E.; Palii, A. V.; Tsukerblat, B. S. J. Chem. Phys. 2001, 114, 1148.
48. Borrás-Almenar, J. J.; Coronado, E.; Clemente-Juan, J. M.; Palii, A. V.; Tsukerblat, B. S. J. Solid State Chem. 2001, 159, 268.
49. Palii, A. V.; Tsukerblat, B. S.; Verdaguer, M. J. Chem. Phys. 2002, 117, 7896.
50. Ostrovsky, S. M.; Werner, R.; Brown, D. A.; Haase, W. Chem. Phys. Lett. 2002, 353, 290.
51. Ostrovsky, S. M.; Falk, K.; Pelikan, J.; Brown, D. A.; Tomkowicz, Z.; Haase, W. Inorg. Chem. 2006, 45, 688.
52. Palii, A. V.; Tsukerblat, B. S.; Coronado, E.; Clemente-Juan, J. M.; Borrás-Almenar, J. J. Inorg. Chem. 2003, 42, 2455.
53. Palii, A. V.; Ostrovsky, S. M.; Klokishner, S. I.; Tsukerblat, B. S.; Berlinguette, C. P.; Dunbar, K. R.; Galán-Mascarós, J. R. J. Am. Chem. Soc. 2004, 126, 16860.
54. Tsukerblat, B. S.; Palii, A. V.; Ostrovsky, S. M.; Kunitsky, S. V.; Klokishner, S. I.; Dunbar, K. R. J. Chem. Theory Comput. 2005, 1, 668.
55. Palii, A. V.; Ostrovsky, S. M.; Klokishner, S. I.; Tsukerblat, B. S.; Dunbar, K. R. ChemPhysChem 2006, 7, 871.
56. Ostrovsky, S. M.; Klokishner, S. I.; Palii, A. V.; Dunbar, K. R. J. Mol. Struct. 2007, 838, 138.
57. Klokishner, S.; Ostrovsky, S.; Palii, A.; Dunbar, K. J. Mol. Struct. 2007, 838, 114.
58. Palii, A. V.; Tsukerblat, B. S.; Clemente-Juan, J. M.; Coronado, E. Inorg. Chem. 2005, 44, 3989.
59. Aebersold, M. A.; Güdel, H. U.; Hauser, A.; Furrer, A.; Blank, H.; Kahn, R. Phys. Rev. B 1993, 48, 12723.
60. Mironov, V. S.; Chibotaru, L. F.; Ceulemans, A. Phys. Rev. B 2003, 67, 014424.
61. Thomson, A. J.; Johnson, M. K.; Greenwood, C.; Gooding, P. E. Biochem. J. 1981, 193, 687.
62. Thomson, A. J.; Greenwood, C.; Gadsby, P. M. A.; Peterson, J.; Eglinton, D. G.; Hill, B. C.; Nicholls, P. J. Inorg. Biochem. 1985, 23, 187.
63. Gunter, M. J.; Berry, K. J.; Murray, K. S. J. Am. Chem. Soc. 1984, 106, 4227.
64. Bencini, A.; Gatteschi, D.; Zanchini, C. Mol. Phys. 1985, 56, 97.
65. Larionova, J.; Gross, M.; Pilkington, M.; Andres, H.; Stoeckli-Evans, H.; Güdel, H. U.; Decurtins, S. Angew. Chem., Int. Ed. 2000, 39, 1605.
66. Chibotaru, L. F.; Mironov, V. S.; Ceulemans, A. Angew. Chem., Int. Ed. 2001, 40, 4429.
67. Mironov, V. S.; Chibotaru, L. F.; Ceulemans, A. J. Am. Chem. Soc. 2003, 125, 9750.
68. You, S.; Ohkoshi, S.-I.; Arimoto, Y.; Seino, H.; Mizobe, Y.; Hashimoto, K. Inorg. Chem. 2003, 42, 1848.
69. Ruiz, E.; Rajaraman, G.; Alvarez, S.; Gillon, B.; Stride, J.; Clérac, R.; Larionova, J.; Decurtins, S. Angew. Chem., Int. Ed. 2005, 44, 2711.
70. Gatteschi, D.; Sorace, L. J. Solid State Chem. 2001, 159, 253.
71. Atanasov, M.; Daul, C. A.; Güdel, H. U. In Computational Chemistry: Reviews of Current Trends; Leszczynski, J., Ed.; World Scientific: Singapore, 2005; Vol. 9, pp 153-194.
72. Anderson, P. W. Phys. Rev. 1959, 115, 2.
73. Moriya, T. Phys. Rev. 1960, 120, 91.
74. Neese, F. J. Am. Chem. Soc. 2006, 128, 10213.
75. Sinnecker, S.; Neese, F. J. Phys. Chem. A 2006, 110, 12267.
76. Webb, S. P.; Gordon, M. S. J. Chem. Phys. 1998, 109, 919.
77. Soda, T.; Kitagawa, Y.; Onishi, T.; Takano, Y.; Shigeta, Y.; Nagao, H.; Yoshioka, Y.; Yamaguchi, K. Chem. Phys. Lett. 2000, 319, 223.
78. Pederson, M. R.; Khanna, S. N. Phys. Rev. B 1999, 60, 9566.
79. Pederson, M. R.; Kortus, J.; Khanna, S. N. J. Appl. Phys. 2002, 91, 7149.
80. Aquino, F.; Rodriguez, J. H. J. Chem. Phys. 2005, 123, 204902.
81. Ribas-Arino, J.; Baruah, T.; Pederson, M. R. J. Am. Chem. Soc. 2006, 128, 9497.
82. Atanasov, M.; Daul, C. A.; Rauzy, C. Struct. Bonding 2004, 106, 97-125.
83. Atanasov, M.; Daul, C. A.; Rauzy, C. Chem. Phys. Lett. 2003, 367, 737.
84. Atanasov, M.; Daul, C. A. Chimia 2005, 59, 504.
85. Atanasov, M.; Daul, C. A.; Güdel, H. U.; Wesolowski, T.; Zbiri, M. Inorg. Chem. 2005, 44, 2954.
86. Atanasov, M.; Rauzy, C.; Baettig, P.; Daul, C. A. Int. J. Quantum Chem. 2005, 102, 119.
87. Atanasov, M.; Baerends, E. J.; Baettig, P.; Bruyndonckx, R.; Daul, C. A.; Rauzy, C.; Zbiri, M. Chem. Phys. Lett. 2004, 399, 433.
88. Atanasov, M.; Daul, C. A.; Rohmer, M.-M.; Venkatachalam, T. Chem. Phys. Lett. 2006, 427, 449.
89. Bruyndonckx, R.; Daul, C. A.; Manoharan, P. T.; Deiss, E. Inorg. Chem. 1997, 36, 4251.
90. Reinen, D.; Atanasov, M.; Massa, W. Z. Anorg. Allg. Chem. 2006, 632, 1375.
91. Atanasov, M.; Daul, C. A. Chem. Phys. Lett. 2003, 379, 209.
92. Atanasov, M.; Daul, C. A. Chem. Phys. Lett. 2003, 381, 584.
93. Griffith, J. S. The Theory of Transition-Metal Ions; Cambridge University Press: London, 1971.
94. 3-; see ref 24 for details.
95. Tsukerblat, B. S.; Vekhter, B. G. Sov. Phys. Solid State 1973, 14, 2204.
96. Bérces, A.; Bo, C.; Boerrigter, P. M.; Cavallo, L.; Chong, D. P.; Deng, L.; Dickson, R. M.; Ellis, D. E.; Fan, L.; Fischer, T. H.; Fonseca Guerra, C.; van Gisbergen, S. J. A.; Groeneveld, J. A.; Gritsenko, O. V.; Grüning, M.; Harris, F. E.; van den Hoek, P.; Jacobsen, H.; van Kessel, G.; Kootstra, F.; van Lenthe, E.; McCormack, D. A.; Osinga, V. P.; Patchkovskii, S.; Philipsen, P. H. T.; Post, D.; Pye, C. C.; Ravenek, W.; Ros, P.; Schipper, P. R. T.; Schreckenbach, G.; Snijders, J. G.; Sola, M.; Swart, M.; Swerhone, D.; te Velde, G.; Vernooijs, P.; Versluis, L.; Visser, O.; van Wezenbeek, E.; Wiesenekker, G.; Wolff, S. K.; Woo, T. K.; Baerends, E. J.; Autschbach, J.; Ziegler, T. ADF2006.01; SCM, Theoretical Chemistry, Vrije Universiteit: Amsterdam, 2006 (http://www.scm-.com).
97. Vosko, S. H.; Wilk, L.; Nusair, M. Can. J. Phys. 1980, 58, 1200.
98. Noodleman, L.; Norman, J. G., Jr J. Chem. Phys. 1979, 70, 4903.
99. Noodleman, L. J. Chem. Phys. 1981, 74, 5737.
100. Ruiz, E.; Cano, J.; Alvarez, S.; Alemany, P. J. Comput. Chem. 1999, 20, 1391.
101. Ruiz, E.; Rodríguez-Fortea, A.; Cano, J.; Alvarez, S.; Alemany, P. J. Comput. Chem. 2003, 24, 982.
102. Ruiz, E. Struct. Bonding 2004, 113, 71.
103. Perdew, J. P.; Wang, Y. Phys. Rev. B 1986, 33, 8800.
104. Perdew, J. P.; Chevary, J. A.; Vosko, S. H.; Jackson, K. A.; Pederson, M. R.; Singh, D. J.; Fiolhais, C. Phys. Rev. B 1992, 46, 6671.
105. Perdew, J. P.; Burke, K.; Ernzerhof, M. Phys. Rev. Lett. 1996, 77, 3865.
106. Perdew, J. P.; Burke, K.; Ernzerhof, M. Phys. Rev. Lett. 1997, 78, 1396. (Erratum).
107. Handy, N. C.; Cohen, A. J. Mol. Phys. 2001, 99, 403.
108. Becke, A. D. J. Chem. Phys. 1993, 98, 1372.
109. Adamo, C.; Barone, V. Chem. Phys. Lett. 1997, 274, 242.
110. Reiher, M.; Salomon, O.; Hess, B. A. Theor. Chem. Acc. 2001, 107, 48.
111. Salomon, O.; Reiher, M.; Hess, B. A. J. Chem. Phys. 2002, 117, 4729.
112. Stephens, P. J.; Devlin, F. J.; Chabalowski, C. F.; Frisch, M. J. J. Phys. Chem. 1994, 98, 11623.
113. Reiher, M. Inorg. Chem. 2002, 41, 6928.
114. Swart, M.; Groenhof, A. R.; Ehlers, A. W.; Lammertsma, K. J. Phys. Chem. A 2004, 108, 5479.
115. Swart, M.; Ehlers, A. W.; Lammertsma, K. Mol. Phys. 2004, 102, 2467.
116. Grüning, M.; Gritsenko, O. V.; Baerends, E. J. J. Phys. Chem. A 2004, 108, 4459.
117. Ruiz, E.; Alvarez, S.; Cano, J.; Polo, V. J. Chem. Phys. 2005, 123, 164110.
118. Adamo, C.; Barone, V.; Bencini, A.; Broer, R.; Filatov, M.; Harrison, N. M.; Illas, F.; Malrieu, J. P.; Moreira, I. d. P. R. J. Chem. Phys. 2006, 124, 107101.
119. Ruiz, E.; Cano, J.; Alvarez, S.; Polo, V. J. Chem. Phys. 2006, 124, 107102.
120. Zhao, Y.; Truhlar, D. G. J. Phys. Chem. A 2006, 110, 13126.
121. Boča, R.; Baran, P.; Dlháň, L.; Hvastijová, M.; Wltschek, G. Chem. Phys. Lett. 1998, 284, 254.
122. Waldmann, O.; Hassmann, J.; Müller, P.; Volkmer, D.; Schubert, U. S.; Lehn, J.-M. Phys. Rev. B 1998, 58, 3277.
123. II having an elongated tetragonal bipyramidal geometry and was attributed to different orbital reduction factors for axial (acetate) and equatorial (imidazole) ligands: Boča, R.; Dlháň, L.; Haase, W.; Herchel, R.; Maslejová, A.; Papánková, B. Chem. Phys. Lett. 2003, 373, 402.
124. Boča, R. Coord. Chem. Rev. 2004, 248, 757.
125. Boča, R. Struct. Bonding 2006, 117, 1.
126. Zhang, Y.-Q.; Luo, C.-L.; Yu, Z. New J. Chem. 2005, 29, 1285.
127. Alborés, P.; Slep, L. D.; Weyhermüller, T.; Rentschler, E.; Baraldo, L. M. Dalton Trans. 2006, 948.
128. Sessoli, R.; Gatteschi, D. Angew. Chem., Int. Ed. 2003, 42, 268-297.
129. Anderlund, M. F.; Zheng, J.; Ghiladi, M.; Kritikos, M.; Rivière, E.; Sun, L.; Girerd, J.-J.; Åkermark, B. Inorg. Chem. Commun. 2006, 9, 1195.
130. Oshio, H.; Nakano, M. Chem. - Eur. J. 2005, 11, 5178.
131. Ray, M.; Mukherjee, R.; Richardson, J. F.; Buchanan, R. M. J. Chem. Soc., Dalton Trans. 1993, 2451.
132. Atanasov, M.; Comba, P.; Förster, S.; Linti, G.; Malcherek, T.; Miletich, R.; Prikhod'ko, A. I.; Wadepohl, H. Inorg. Chem. 2006, 45, 7722.