Studying the origin of the antiferromagnetic to spin-canting transition in the β-p-NCC6F4CNSSN• molecular magnet

Chemistry - A European Journal

Volumn 16, Issue 9, 2010, Pages 2741-2750

  Deumal, Merc̀ ^a   Rawson, Jeremy M ^b   Goeta, Andrés E ^c   Howard, Judith A K ^c   Copley, Royston C B ^c   Robb, Michael A ^d   Novoa, Juan J ^a  

^a UNIVERSITY OF BARCELONA   (Spain)

^b UNIVERSITY OF CAMBRIDGE   (United Kingdom)

^c DURHAM UNIVERSITY   (United Kingdom)

^d IMPERIAL COLLEGE LONDON   (United Kingdom)

Author keywords

Ab initio calculations; Diazo radicals; Magnetic properties; Spin canting; X ray diffraction

Indexed keywords

AB INITIO CALCULATIONS; ANISOTROPIC CONTRACTION; ANTIFERRO-MAGNETICALLY COUPLED; ANTIFERROMAGNETICS; CANTED ANTIFERROMAGNETS; DIAMOND-LIKE; FERRO-MAGNETIC INTERACTIONS; FIRST-PRINCIPLES; INTERMOLECULAR CONTACTS; LOW TEMPERATURES; MAGNETIC EXCHANGE; MAGNETIC INTERACTIONS; MAGNETIC TOPOLOGIES; MAGNETIC TRANSITION TEMPERATURE; MOLECULAR MAGNET; ORTHORHOMBIC SPACE GROUPS; RADICAL INTERACTIONS; SPIN-CANTING; SUB-LATTICES; ZERO MAGNETIC FIELDS;

ANTIFERROMAGNETIC MATERIALS; ANTIFERROMAGNETISM; DIFFRACTION; FERROMAGNETIC MATERIALS; FERROMAGNETISM; MAGNETIC FIELDS; MAGNETIC SUSCEPTIBILITY; SPIN DYNAMICS; THREE DIMENSIONAL; TOPOLOGY; X RAY DIFFRACTION;

CRYSTAL STRUCTURE;

EID: 77149167257     PISSN: 09476539     EISSN: 15213765     Source Type: Journal    
DOI: 10.1002/chem.200903221     Document Type: Article

References (90)

1. W. Heisenberg, Z. Phys. 1928, 49, 619.
2. M. Tamura, Y. Nakazawa, D. Shiomi, K. Nozawa, Y. Hosokoshi, M. Ishikawa, M. Takahashi, M. Kinoshita, Chem. Phys. Lett. 1991, 186, 401.
3. S. Nakatsuji, H. Anzai, J. Mater. Chem. 1997, 7, 2161.
4. M. P. Allemand, K. C. Khemani, A. Koch, F. Wudl, K. Holczer, S. Donovan, G. Gruner, J. D. Thompson, Science 1991, 253, 301.
5. R. Chiarelli, M. A. Novak, A. Rassat, J. L. Tholence, Nature 1993, 363, 147.
6. M. Mito, H. Nakano, T. Kawae, M. Hitaka, S. Takagi, H. Deguchi, K. Suzuki, K. Mukai, K. Takeda, J. Phys. Soc. Jpn. 1997, 66, 2147.
7. A. Alberola, J. M. Rawson, A. Whalley, J. Mater. Chem. 2006, 16, 2560.
8. W. Fujita, K. Awaga, Chem. Phys. Lett. 2002, 357, 385.
9. W. Fujita, K. Awaga, Y. Nakazawa, K. Saito, M. Sorai, Chem. Phys. Lett. 2002, 352, 348.
10. a) C. M. Robertson, D. J. T. Myles, A. A. Leitch, R.W. Reed, B. M. Dooley, N. L. Frank, P. A. Dube, L. K. Thompson, R. T. Oakley, J. Am. Chem. Soc. 2007, 129, 12688;
11. b) C. M. Robertson, A. A. Leitch, K. Cvrkalj, R. W. Reed, D. J. T. Myles, P. A. Dube, R. T. Oakley, J. Am. Chem. Soc. 2008, 130, 8414.
12. a) A. A. Leitch, J. L. Brusso, K. Cvrkalj, R. W. Reed, C. M. Robertson, P. A. Dube, R. T. Oakley, Chem. Commun. 2007, 3368;
13. b)A.A. Leitch, X. Yu, S. M. Winter, R. A. Secco, P. A. Dube, R. T. Oakley, J. Am. Chem. Soc. 2009, 131, 7112.
14. A. Alberola, R. J. Less, C. M. Pask, J. M. Rawson, F. Palacio, P. Oliete, C. Paulsen, A. Yamaguchi, R. D. Farley, D. M. Murphy, Angew. Chem. 2003, 115, 4930;
15. Angew. Chem. Int. Ed. 2003, 42, 4782.
16. A. J. Banister, N. Bricklebank, I. Lavender, J. M. Rawson, C. I. Gregory, B. K. Tanner, W. Clegg, M. R. J. Elsegood, F. Palacio, Angew. Chem. 1996, 108, 2648;
17. Angew. Chem. Int. Ed. Engl. 1996, 35, 2533.
18. F. Palacio, G. Antorrena, M. Castro, R. Burriel, J. M. Rawson, J. N. B. Smith, N. Bricklebank, J. J. Novoa, C. Ritter, Phys. Rev. Lett. 1997, 79, 2336.
19. F. L. Pratt, A. E. Goeta, F. Palacio, J. M. Rawson, J. N. B. Smith, Physica B: Condensed Matter 2000, 289, 119.
20. P. J. Alonso, G. Antorrena, J. I. Martínez, J. J. Novoa, F. Palacio, J. M. Rawson, J. N. B. Smith, Appl. Magn. Reson. 2001, 20, 231.
21. a) J. Luzón, J. Campo, F. Palacio, G. J. McIntyre, J. M. Rawson, Polyhedron 2005, 24, 2579;
22. b) J. M. Rawson, J. Luzón, F. Palacio, Coord. Chem. Rev. 2005, 249, 2631.
23. M. Mito, T. Kawae, K. Takeda, S. Takagi, Y. Matsushita, H. Deguchi, J. M. Rawson, F. Palacio, Polyhedron 2001, 20, 1509.
24. S. Blundell, Magnetism in Condensed Matter, Oxford University Press Inc., New York, 2001.
25. A. Alberola, C.M. Pask, J. M. Rawson, E. J. L. McInnes, J. Wolowska, H. El-Kmani, G. M. Smith, J. Phys. Chem. B 2003, 107, 14158.
26. Molecular Magnetism: New Magnetic Materials, (Eds.: K. Itoh, M. Kinoshita), Gordon and Breach, Kodansha, 2000.
27. Magnetic Properties of Organic Materials, (Ed.: P. Lahti), Marcel-Dekker: New York, 1999.
28. H. M. McConnell, J. Chem. Phys. 1963, 39, 1910.
29. M. Deumal, J. J. Novoa, M. J. Bearpark, P. Celani, M. Olivucci, M. A. Robb, J. Phys. Chem. A 1998, 102, 8404.
30. J. Veciana, J. Cirujeda, J. J. Novoa, M. Deumal in Magnetic Properties of Organic Materials, (Ed.: P. Lahti), Marcel-Dekker: New York, 1999, Chapter 28.
31. M. Deumal, M. J. Bearpark, J. J. Novoa, M. A. Robb, J. Phys. Chem. A 2002, 106, 1299.
32. M. Deumal, M. J. Bearpark, M. A. Robb, Y. Pontillon, J. J. Novoa, Chem. Eur. J. 2004, 10, 6422.
33. M. Deumal, F. Mota, M. J. Bearpark, M. A. Robb, J. J. Novoa, Mol. Phys. 2006, 104, 857.
34. J. Jornet, M. Deumal, J. Ribas-Ariño, M. J. Bearpark, M. A. Robb, R. G. Hicks, J. J. Novoa, Chem. Eur. J. 2006, 12, 3995.
35. A. Shapiro, C. P. Landee, M. M. Turnbull, J. Jornet, M. Deumal, J. J. Novoa, M. A. Robb, J. Am. Chem. Soc. 2007, 129, 952.
36. L. Lixin, M. M. Turnbull, C. P. Landee, J. Jornet, M. Deumal, J. J. Novoa, J. L. Wikaira, Inorg. Chem. 2007, 46, 11254.
37. M. Deumal, G. Giorgi, M. A. Robb, M. M. Turnbull, C. P. Landee, J. J. Novoa, Eur. J. Inorg. Chem. 2005, 4697.
38. R. C. B. Copley, A. E. Goeta, C. W. Lehmann, J. C. Cole, D. S. Yufit, J. A. K. Howard, J. M. Archer, J. Appl. Crystallogr. 1997, 30, 413.
39. J. R. Allibon, MAD diffractometer Control Software-Alpha VMS Version, Institut Laue-Langevin (DPT/SCI), Grenoble, France, 1996.
40. a) M. S. Lehmann, S. Wilson, COLL5N. College V, Data reduction system, Institut Laue-Langevin, Grenoble, France, 1987;
41. b)M.S. Lehmann, F. K. Larsen, Acta Crystallogr. 1974, A30, 580.
42. G. M. Sheldrick, Acta Crystallogr., 1990, A46, 467.
43. G. M. Sheldrick, SHELXL93, Program for the Refinement of Crystal Structures, University of Göttingen, Göttingen, Germany, 1997.
44. J. Luzón, J. Campo, F. Palacio, G. J. McIntyre, A. E. Goeta, E. Ressouche, C. M. Pask, J. M. Rawson, Physica B: Condensed Matter 2003, 335, 1-5.
45. a) For verdazyl derivatives, see reference [28] (triradical model);
46. for dithiazolyl derivatives, see: b) G. D. McManus, J. Mater. Chem. 2001, 11, 1992;
47. c) W. Fujita, K. Awaga, Science 1999, 286, 261 (TTTA, tri-radical model);
48. 2 in J. Mol. Cat. A: Chem. 2005, 228, 117 (triradical and tetraradical models).
49. a) L. Noodleman, J. Chem. Phys. 1981, 74, 5737 -5746;
50. b) L. Noodleman, E. R. Davidson, Chem. Phys. 1986, 109, 131 -143.
51. E. Ruiz, P. Alemany, S. Alvarez, J. Cano, J. Am. Chem. Soc. 1997, 119, 1297 -1303.
52. a) E. Ruiz, S. Alvarez, J. Cano, V. Polo, J. Chem. Phys. 2005, 123, 164 110/1 -7;
53. b) C. Adamo, V. Barone, A. Bencini, R. Broer, M. Filatov, N. M. Harrison, F. Illas, J. P. Malrieu, I. P. R. Moreira, J. Chem. Phys. 2006, 124, 107101/1-3.
54. a) A. D. Becke, Phys. Rev. A 1988, 38, 3098;
55. b) A. D. Becke, J. Chem. Phys. 1993, 98, 5648;
56. c) C. Lee, W. Yang, R. G. Parr, Phys. Rev. B 1988, 37, 785.
57. For the 6-31+G[d] split-valence basis set, see: a) P. C. Hariharan, J. A. Pople, Theor. Chim. Acta 1973, 28, 213;
58. b) M. M. Francl, W. J. Petro, W. J. Hehre, J. S. Binkley, M. S. Gordon, D. J. DeFrees, J. A. Pople, J. Chem. Phys. 1982, 77, 3654.
59. M. J. Frisch, G. W. Trucks, H. B. Schlegel, G. E. Scuseria, M. A. Robb, J. R. Cheeseman, V. G. Zakrzewski, J. A., Jr., Montgomery, R. E. Stratmann, J. C. Burant, S. Dapprich, J. M. Millam, A. D. Daniels, K. N. Kudin, M. C. Strain, O. Farkas, J. Tomasi, V. Barone, M. Cossi, R. Cammi, B. Mennucci, C. Pomelli, C. Adamo, S. Clifford, J. Ochterski, G. A. Petersson, P. Y. Ayala, Q. Cui, K. Morokuma, D. K. Malick, A. D. Rabuck, K. Raghavachari, J. B. Foresman, J. Cioslowski, J. V. Ortiz, A. G. Baboul, B. B. Stefanov, G. Liu, A. Liashenko, P. Piskorz, I. Komaromi, R. Gomperts, R. L. Martin, D. J. Fox, T. Keith, M. A. Al-Laham, C. Y. Peng, A. Nanayakkara, C. Gonzalez, M. Challacombe, P. M. W. Gill, B. Johnson, W. Chen, M. W. Wong, J. L. Andres, C. Gonzalez, M. Head-Gordon, E. S. Replogle, J. A. Pople, Gaussian 98, Revision A.7, Gaussian, Inc., Pittsburgh PA, 1998.
60. a) M. Deumal, S. LeRoux, J. M. Rawson, M. A. Robb, J. J. Novoa, Polyhedron 2007, 26, 1949;
61. b) J. Jornet, M. A. Robb, M. Deumal, J. J. Novoa, Inorg. Chim. Acta 2008, 361, 3586.
62. P. Wind, N. Guih ry, J. P. Malrieu, Phys. Rev. B 1999, 59, 2556.
63. I. P. R. Moreira, F. Illas, C. J. Calzado, J. F. Sanz, J. P. Malrieu, N. Ben Amor, D. Maynau, Phys. Rev. B 1999, 59, R6593.
64. M. Mitani, H. Mori, Y. Takano, D. Yamaki, Y. Yoshioka, K. Yamaguchi, J. Chem. Phys. 2000, 113, 4035.
65. C. Blanchet-Boiteux, J. M. Mouesca, J. Phys. Chem. A 2000, 104, 2091.
66. A. Rodriguez-Fortea, P. Alemany, S. Alvarez, E. Ruiz, Chem. Eur. J. 2001, 7, 627.
67. F. Illas, I. D. R. Moreira, C. de Graaf, V. Barone, Theor. Chem. Acc. 2000, 104, 265.
68. C. Kolczewski, K. Fink, V. Staemmler, Int. J. Quantum Chem. 2000, 76, 137.
69. G. A. Baker, G. S. Rushbrooke, H. E. Gilbert, Phys. Rev. A 1964, 135, 1272.
70. W. Duffy, K. P. Barr, Phys. Rev. 1968, 165, 647.
71. K. M. Diederix, H. W. J. Blöte, J. P. Groen, T. O. Klaassen, N. J. Poulis, Phys. Rev. B 1979, 19, 420.
72. J. W. Hall, W. E. Marsh, R. R. Weller, W. E. Hatfield, Inorg. Chem. 1981, 20, 1033.
73. W. E. Hatfield, J. Appl. Phys. 1981, 52, 1985.
74. E. Coronado, M. Drillon, A. Fuertes, D. Beltran, A. Mosset, J. Galy, J. Am. Chem. Soc. 1986, 108, 900.
75. T. Barnes, E. Dagotto, J. Riera, E. S. Swanson, Phys. Rev. B 1993, 47, 3196.
76. J. J. Borrás-Almenar, E. Coronado, J. Curely, R. Georges, J. C. Gianduzzo, Inorg. Chem. 1994, 33, 5171.
77. T. Barnes, J. Riera, Phys. Rev. B 1994, 50, 6817.
78. J. J. Borrás-Almenar, J. M. Clemente-Juan, E. Coronado, F. Lloret, Chem. Phys. Lett. 1997, 275, 79.
79. T. Barnes, J. Riera, D. A. Tennant, Phys. Rev. B 1999, 59, 11384.
80. J. J. Borrás-Almenar, J. M. Clemente-Juan, E. Coronado, B. S. Tsukerblat, Inorg. Chem. 1999, 38, 6081.
81. J. J. Borrás-Almenar, J. M. Clemente-Juan, E. Coronado, B. S. Tsukerblat, J. Comput. Chem. 2001, 22, 985.
82. J. G. Stark, H. G. Wallace, Chemistry Data Book; SI Edition, John Murray, London, 1980.
83. P. J. Langley, J. M. Rawson, J. N. B. Smith, M. Schuler, R. Bachmann, A. Schweiger, F. Palacio, G. Antorrena, G. Gescheidt, A. Quintel, P. Rechsteiner, J. Hulliger, J. Mater. Chem. 1999, 9, 1431.
84. For 6-311+G(d,p), see: a) R. Krishnan, J. S. Binkley, R. Seeger, J. A. Pople, J. Chem. Phys. 1980, 72, 650;
85. b) A. D. McLean, G. S. Chandler, J. Chem. Phys. 1980, 72, 5639;
86. c) T. Clark, J. Chandrasekhar, G. W. Spitznagel, P. v. R. Schleyer, J. Comput. Chem. 1983, 4, 294;
87. d) M. J. Frisch, J. A. Pople, J. S. Binkley, J. Chem. Phys. 1984, 80, 3265.
88. R. L. Carlin, Magnetochemistry, Springer-Verlag, Berlin and Heidelberg 1986, pp. 149 -150.
89. a) S. M. Winter, K. Cvrkalj, P. A. Dube, C. M. Robertson, M. R. Probert, J. A. K. Howard, R. T. Oakley, Chem. Commun. 2009, 7306;
90. b) S. L. Veber, M. V. Fedin, A. I. Potapov, K. Yu. Maryunina, G. V. Romanenko, R. Z. Sagdeev, V. I. Ovcharenko, D. Goldfarb, E. G. Bagryanskaya, J. Am. Chem. Soc. 2008, 130, 2444 -2445.