Analysis of the magnetic coupling in M3(dpa)4Cl 2 systems (M = Ni, Pd, Cu, Ag) by ab initio calculations

Journal of Physical Chemistry A

Volumn 114, Issue 4, 2010, Pages 2028-2037

  Tabookht, Zahra ^a   López, Xavier ^a   De Graaf, Coen ^b  

^a UNIVERSITAT ROVIRA I VIRGILI   (Spain)

^b INSTITUCIÓ CATALANA DE RECERCA I ESTUDIS AVANÇATS ICREA   (Spain)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

AB INITIO CALCULATIONS; CHAIN COMPLEXES; COMPLETE ACTIVE SPACE; EXPERIMENTAL VALUES; LIGAND COUPLING; MAGNETIC CENTERS; MAGNETIC COUPLING CONSTANTS; MAGNETIC EXCHANGE; METAL CHAIN; METAL COUPLINGS; PYRIDYL; RELATIVE IMPORTANCE; SECOND ORDER PERTURBATION THEORY; SPATIAL EXTENT;

MAGNETIC MATERIALS; MAGNETISM; PALLADIUM; PALLADIUM COMPOUNDS; PERTURBATION TECHNIQUES; SILVER; SMELTING;

MAGNETIC COUPLINGS;

EID: 77249175322     PISSN: 10895639     EISSN: 15205215     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/jp910763d     Document Type: Article

References (91)

1. (a) Itoh, K. Kinoshita, M., Molecular Magnetism, New Magnetic Materials, Gordon and Breach. Science Pub.: Tokyo, 2000.
2. (b) Magnetism: Molecules to Materials; Miller, J. S., Drillon, M., Eds.; Wiley-VCII, 2001.
3. (a) Chien, C. H.; Chang, J. C.; Yeh, C. Y.; Lee, G. H.; Fang, J. M.; Peng, S. M. J. Chem. Soc., Dalton Trans. 2006, 2106.
4. (b) Bera, J. K.; Dunbar, K. R. Angew. Chem. Int, Ed. 2002, 41, 4453.
5. (c) Pyrka, G. J.; El-Mekki, M.; Pinkerton, A. A. J. Chem. Soc., Chem. Commun. 1991, 84.
6. (d) Tejel, C.; Ciriano M. A.; Viliarroya, B. E.; Gelpi, R.; López, J. A.; Lahoz, F. J.; Oro, I., A. Angew. Chem. Int. Ed. 2001, 40, 4084.
7. (e) Robertson, N.; McGowan, C. A. Chem. Soc. Rev. 2003, 32, 96.
8. (f) Carroll, R. L.; Gorman, C. B. Angew. Chem. Int. Ed. 2002, 41, 4378.
9. (g) Murahashi, T.; Higuchi, Y.; Katoh, T.; Kurosawa, H. J. Am. Chem. Soc. 2002, 124, 14288.
10. (h.) Ruffer, T.; Ohashi, M.; Shima, A.; Mizomoto, H.; Kaneda, Y.; Mashima, K. J. Am. Chem. Aoc. 2004, 126, 12244.
11. (a) Clérac, R.; Cotton, F. A.; Dunbar, K. R.; Murillo, C. A.; Pascual, I.; Wang, X. Inore. Chem. 1999, 38, 2655.
12. (b) Berry, J. F.; Cotton, F. A.; Lu, T.; Murillo, C. A.; Roberts, B. K.; Wang, X. J. Am. Chem. Soc. 2004, 126, 7082.
13. (c) Berry, J. F.; Cotton, F. A.; Peng, L.; Murillo, C. A. Inore. Chem. 2003,42, 111.
14. (d) Berry, J. F.; Cotton, F. A.; Daniels, L. M.; Murillo, C. A.; Wang, X. Inorg, Chem. 2003, 42, 2418.
15. (e) Rehmer, M. M.; Bénard, M. J. Am. Chem. Soc. 1998, 120, 9372.
16. (f) Rohmer, M. M.; Strich, A.; Bénard, M.; Malrieu, J. P. J. Am. Chem. Soc. 2001, 123, 9126.
17. (g) Bénard, M.; Berry, J. F.; Cotton, F. A.; Gaudin, C.; López, X.; Murillo, C. A.; Rohmer, M. M. Inorg. Chem. 2006, 45, 3932.
18. (h) López, X.; Bénard, M.; Rohmer, M.-M. THEOCHEM 2006, 777, 53.
19. (i) López, X.; Bénard M.; Rohmer, M. M. Inore. Chem. 2007, 46, 5.
20. (j) Rohmer, M.-M.; Liu, I. P.-C.; Lin, J.-C.; Chiu, M.-J.; Lee, C.-H.; Lee, G.-S.; Bénard, M.; López, X.; Peng, S.-M. Angew. Chem. Int. Ed. 2007, 46, 3533.
21. (k) Liu, I. P.-C.; Lee, G. H.; Peng, S. M.; Bénard, M.; Rohmer, M. M. Inorg., Chem. 2007, 46, 9602.
22. (l) López, X.; Rohmer, M. M.; Bénard, M. J. Mol. Struct. 2008, 890, 18.
23. (m) Labeguerie, P.; Rohmer, M. M.; Bénard, M. J. Chin. Chem. Soc. 2009, 56, 22.
24. (a) Peng, S. M.; Wang, C. C.; Jang, Y. L.; Chen, Y. H.; Li, F. Y.; Mou, C. Y.; Leung, M. K. J. Magn. Magn. Mater. 2000, 209, 80.
25. (b) Hasan, H.; Tan, U. K.; Lee, G. H.; Peng, S. M. Inore. Chem. Commun. 2007, 10, 983.
26. (c) Tsao, T. B.; Lo, S. S.; Yeh, C. Y.; Lee, G. H.; Peng, S. M. Polyhedron 2007, 26, 3833.
27. (d) Lai, S. Y.; Lin, T. W.; Chen, Y. H.; Wang, C. C.; Lee, G. C.; Yang, M. C.; Leung, M. K.; Peng, S. M. J. Am. Chem. Soc. 1999, 21, 250.
28. (e) Cotton, F. A.; Daniels, L. M.; Lu, T.; Murillo, C. A.; Wang, X. Chem Commun. 1999, 2461.
29. (f) Cotton, F. A.; Daniels, L. M.; Lu, T.; Murillo, C. A.; Wang, X. J. Chem. Soc., Dalton Trans. 1999, 517.
30. (g) Chang, H. C.; Li, J. T.; Wang, C. C.; Lin, T. W.; Lee, H. C.; Lee, G. H.; Peng, S. M. Eur. J. Inore. Chem. 1999, 1243.
31. (h) Shieh, S. J.; Chou, C. C.; Lee, C. C.; Wang, C. C.; Peng, S. M. Angew. Chem. Int. Ed., Engl. 1997, 36, 56.
32. (i) Yeh, C. Y.; Chou, C. H.; Pan, K. C.; Wang, C. C.; Lee, G. H.; Su, Y. O.; Peng, S. M. J. Chem. Soc. Dalton Trans. 2002, 2670.
33. (j) Wang, C. C.; Lo, W. C.; Chou, C. C.; Lee, G. H.; Chen, J. M.; Peng, S. M. Inorg. Chem.1998, 37, 4059.
34. (k) Yeh, C. Y.; Chiang, Y. L.; Lee, G. H.; Peng, S. M. Inorg. Chem. 2002, 41, 4096.
35. (l) Chen, Y. H.; Lee, C. C.; Wang, C. C.; Lai, S. Y.; Li, F. Y.; Mou, C. Y.; Peng, S. M. Chem. Commun. 1999, 1667.
36. (m) Lai, S. Y.; Wang, C. C.; Chen, Y. H.; Lee, C. C.; Liu, Y. H.; Peng, S. M. J., Chin, Chem. Soc. 1999, 46, 477.
37. (n) Liu, I. P. C.; Lee, G. H.; Peng, S. M.; Bénard, M.; Rohmer, M. M. Inorg. Chem. 2007, 46, 9602.
38. (o) Liu, I. P. C.; Wang, W. Z.; Peng, S. M. Chem Commun. 2009, 4323.
39. (p) Yin, C. X.; Su, J.; Huo, F. J.; Ismayilov, R. H.; Wang, W. Z.; Lee, G. H.; Yeh, H. Y.; Peng, S. M. J. Coord. Chem. 2009, 62, 2974.
40. (q) Huang, G. C.; Liu, I. P. C.; Kuo, J. H.; Huang, Y. L.; Yeh, C. Y.; Lee, G. H.; Peng, S. M. Dalton. Trans. 2009, 2623.
41. (r) Rohmer, M. M.; Liu, I. P. C.; Lin, J. C.; Chiu, M. J.; Lee, C. H.; Lee, G. H.; Bénard, M.; López, X.; Peng, S. M. Angew. Chem. Int. Ed. 2007, 46, 3533.
42. (s) Huang, G. C.; Bénard, M.; Rohmer, M. M.; Li, L. A.; Chiu, M. J.; Yeh, C. Y.; Lee, G. H.; Peng, S. M. Eur. J. Inorg. Chem. 2008, 1767.
43. (t.) Lai, S. H.; Hsiao, H. J.; Ling, J. W.; Wang, W. Z.; Peng, S. M.; Chen, I. C. Chem. Phys. Lett. 2008, 456, 181.
44. (u) Yin, C.; Huang, G. C.; Kuo, C. K.; Fu, M. D.; Lu, H. C.; Ke, J. H.; Shih, K. N.; Huang, Y. L.; Lee, G. H.; Yeh, C. Y.; Chen, C. H.; Peng, S. M. J. Am. Chem. Soc. 2008, 130, 10090.
45. (a) Cotton, F. A.; Daniels, L. M.; Murillo, C. A.; Pascual, I. J. Am. Chem. Soc. 1997, 119, 10223.
46. (b) Clérac, R.; Cotton, F. A.; Daniels, L. M.; Dunbar, K. R.; Murillo, C. A.; Pascual, I. Inorg., Chem. 2000, 39, 748.
47. (c) Clérac, R.; Cotton, F. A.; Daniels, L. M.; Dunbar, K. R.; Murillo, C. A.; Pascual, I. Inore. Chem. 2000, 39, 752.
48. (d) Cotton, F. A.; Daniels, L. M.; Lei, P.; Murillo, C. A.; Wang, X. Inore. Chem. 2001, 40, 2778.
49. (e) Berry, J. F.; Cotton, F. A.; Murillo, C. A.; Roberts, B. K. Inorg. Chem. 2004, 43, 2277.
50. (f) Cotton, F. A.; Chao, H.; Murillo, C. A.; Wang, Q. Dalton Trans. 2006, 5416.
51. (g) Berry, J. F.; Cotton, F. A.; Lei, P.; Lu, T.; Murillo, C. A. Inorg. Chem. 2003, 42, 3534.
52. (h) Berry, J. F.; Cotton, F. A.; Fewox, C. S.; Lu, T.; Murillo, C. A. Dalton Trans. 2004, 2297.
53. (i) Berry, J. F.; Cotton, F. A.; Murillo, C. A. Dalton Trans. 2003, 3015.
54. (j) Berry, J. F.; Cotton, F. A.; Murillo, C. A. Dalton Trans. 2004, 23, 2503.
55. (a) Berry, J. F.; Cotton, F. A.; Daniels, L. M.; Murillo, C. A. J. Am. Chem. Soc. 2002, 124, 3212.
56. (b) Berry, J. F.; Cotton, F. A.; Lu, T.; Murillo, C. A.; Wang, X. Inorg., Chem. 2003, 42, 3595.
57. (c) Kiehl, P.; Rohmer, M. M.; Bénard., M. Inorg, Chem. 2004, 43, 3151.
58. (a) Andersson, K.; Malmqvist, P.-Å.; Roos, B. O.; Sadlej, A. J.; Wolinski, K. J. Phys. Chem 1, 990, 94, 5483.
59. (b) Andersson, K.; Malmqvist, P.-̊.; Roos, B. O. J. Chem. Phys. 1992, 96, 1218.
60. Miralles, J.; Daudey, J.-P.; Caballol, R. Chem. Phys. Lett. 1992, 198, 555.
61. (a) Beebe, N. H. F.; Linderberg, J. Int. J. Quantum Chem. 1997, 7, 683.
62. (b) Koch, H.; Sánchez de Meras, A.; Pedersen, T. B. J. Chem. Phys. 2003, 118, 9481.
63. (c) Aquilante, F.; Malmqvist, P.-Å.; Pedersen, T. B.; Ghosh, A.; Roos, B. O. J. Chem. Theory. Comput. 2008, 4, 694.
64. Saebo, S.; Pulay, P. Annu. Rev. Phys. Chem. 1993, 44, 213.
65. (b) Schütz, M.; Werner, H. J. J. Chem. Phys. 2001, 114, 661.
66. (c) Subotnik, J. E.; Sodt, A.; Head-Gordon, M. J. Chem. Phys. 2008, 128, 034103.
67. (d) Bessac, F.; Hoyau, S.; Maynau, D. J. Chem. Phys. 2005, 123, 104105.
68. Ayed, T.; Guihéry, N.; Tangour, B.; Barthelat, J. C. Theor, Chem. Acc. 2006, 116, 497.
69. (a) Andersson, K.; Malmqvist, P.-Å.; Roos, B. O.; Sadlej, A. J.; Wolinski, K. J., Phys. Chem. 1990, 94, 5483.
70. (b) Andersson, K.; Malmqvist, P.-Å Roos, B. O. J. Chem. Phys. 1992, 96, 1218.
71. (a) de Graaf, C.; Broer, R.; Nieuwpoort, W. C. Chem. Phys. Lett. 1997, 277, 372.
72. (b) Yamanaka, S.; Okumura, M.; Nagao, H.; Yamaguchi, K. Chem. Phys., Lett. 1995, 233, 88.
73. (c) de Graaf, C.; Illas, F. phys, Rev. B 2001, 63, 014404.
74. (d) Sousa, C.; de Graaf, C.; Illas, F.; Pacchioni, G. Prog. Theor. Chem. Phys. 2000, 7, 227.
75. (e) de Graaf, C.; Sousa, C.; de P. R. Moreira, I.; Illas, F. J. Phys. Chem. A 2001, 105, 11371.
76. (f) Ceulemans, A.; Heylen, G. A.; Chiboatru, L. F.; Maes, T. L.; Pierloot, K.; Ribbing, C.; Vanquickenborne, L. G. Inorg. Chim. Acta 1996, 257, 15.
77. (g) Hendrickx, M. F. A.; Clima, S.; Chibotaru, L.; Ceulemans, A. J. Phys. Chem. A 2005. 109, 8857.
78. Frisch, M. J.; Trucks, G. W.; Schlegel, H. B.; Scuseria, G. E.; Robb, M. A.; Cheeseman, J. R.; Montgomery, J. A., Jr.; Vreven, T.; Kudin, K. N.; Burant, J. C.; Millam, J. M.; Iyengar, S. S.; Tomasi, J.; Barone, V.; Mennueci, B.; Cossi, M.; Scalmani, G.; Rega, N.; Petersson, G. A.; Nakatsuji, H.; Hada, M.; Ehara, M.; Toyota, K.; Fukuda, R.; Hasegawa, J.; Ishida, M.; Nakajima, T.; Honda, Y.; Kitao, O.; Nakai, H.; Klene, M.; Li, X.; Knox, J. E.; Hratohian, H. P.; Cross, J. B.; Bakken, V.; Adamo, C.; Jaramillo, J.; Gomperts, R.; Stratmann, R. E.; Yazyev, O.; Austin, A. J.; Cammi, R.; Pomelli, C.; Ochterski, J. W.; Ayala, P. Y.; Morokuma, K.; Votli, G. A.; Salvador, P.; Dannenberg, J. J.; Zakrzewski, V. G.; Dapprich, S.; Daniels, A. D.; Strain, M. C.; Parkas, O.; Malick, D. K.; Rabuck, A. D.; Raghavachari, K.; Foresman, J. B.; Ortiz, J. V.; Cui, Q.; Baboul, A. G.; Clifford, S.; Cioslowski, J.; Stefanov, B. B.; Liu, G.; Liashenko, A.; Piskorz, P.; Komaromi, I.; Martin, R. L.; Fox, D. J.; Keith, T.; Al-Laham, M. A.; Peng, C. Y.; Nanayakkara, A.; Challacombe, M.; Gill, P. M. W.; Johnson, B.; Chen, W.; Wong, M. W.; Gonzalez, C.; and Pople, J. A.; Gaussian 03, Revision C.01; Gaussian, Inc.: Wallingford, CT, 2003.
79. Karlström, G.; Lindh, R.; Malmqvist, P.-Å.; Roos, B. O.; Ryde, U.; Veryazov, V.; Widmark, P.-O.; Cossi, M.; Schimmelpfennig, B.; Neogrady, P.; Seijo, I, Comput. Mater. Sci. 2003, 28, 222. MOLCAS Version 7.0. Department of Theoretical Chemistry, University of Lund.
80. (a) Roos, B. O.; Lindh, R.; Malmqvist, P.- Å.; Veryazov, V.; Widmark, P.-O. J. Phys. Chem A. 2005, 109, 6575.
81. (b) Roos, B. O.; Lindh, R.; Malmqvist, P.-A.; Veryazov, V.; Widmark, P.-O. J., Phys. Chem. A 2004, 108, 2851.
82. (a) Dirac, P. A. M. Proc. R. Soc. London. Ser. A .1926, 112, 661;
83. Dirac, P. A. M. Proc. R. Soc. London. Ser. A. 1929, 123, 714.
84. (b) Heisenberg, W. Z. Phys. 1926, 38, 411.
85. (c) van Vleck, J. H. Theory of electric and Magnetic Susceptibilities; Oxford University Press: London, 1932.
86. Queralt, N.; Taratiel, D.; de Graaf, C.; Caballol, R.; Cimiraglia, R.; Angeli, C. J. Comput. Chem. 2008, 29, 994.
87. Anderson, P. W. Phys. Rev. 1959, 115, 2.
88. The geometry of molecule 1 with experimental Ni-Ni distance has been obtained by keeping the Cl-Ni-Ni-Ni-Cl chain frozen and optimizing the rest of the molecule with DFT.
89. -1 resulting in two perfectly superimposed curves up to 300 K.
90. Malmqvist, P.-Å.; Pierloot, K.; Rehaman, A.; Shahi, M.; Cramer, C. J.; Gagliardi, L. J. Chem. Phys. 2008, 128, 204109.
91. Calzado, C. J.; Ma'lrieu, J.-P.; Cabrero, J.; Caballol, R. J. Phys. Chem. A 2000, 104, 11636.