(tcnq)22-基氢键分子磁体表现出非常强的反铁磁偶合作用(英文)

合成并表征了一种新的离子对化合物[4-nh2-py][tcnq](其中4-nh2-py+是4-氨基吡啶阳离子，tcnq-为7，7，8，8-四氰基对苯二醌二甲烷自由基阴离子)。在该离子对化合物晶体中，2个tcnq-离子形成了面对面堆积的二聚体；阴离子中的氰基分别和阳离子上的氨基、吡啶质子化氮原子之间存在非常强的分子间氢键。通过氢键作用，相邻的tcnq-二聚体被阳离子连成三维氢键网络。变温磁化率测量表明，在2~400k温度范围内，该离子对化合物表现为抗磁性。在密度泛函理论框架下，用对称性破损方法计算了化合物晶体中π二聚体内以及通过氢键连接的相邻的tcnq-离子之间的磁交换常数，发现π二聚体内存在非常强的反铁磁交换作用，与之相比，通过氢键连接的tcnq-离子之间的磁交换作用可以忽略。π二聚体内强反铁磁交换作用(j/kb≈1805k)导致了该化合物基本表现为抗磁性。