強磁性的相互作用を有する多核金属錯体の合成、構造及び磁性

1989 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 01540515
• 研究機関: 九州大学
• 研究代表者: 松本 尚英 九州大学, 理学部, 助手 (80145284)
• キーワード: 磁気的相互作用 / 多核金属錯体 / 強磁性

研究概要

本研究課題において、以下に示す三つの大きな成果が得られた。
1.同種の金属イオンからなる四核クラスタ-に強磁性的相互作用を確認した。構造は、キュ-バン型酸素原子架橋銅(II)又はニッケル(II)である。結晶構造の詳細な検討によって、隣接する配位平面がほぼ直交していることを確認した。この構造的特徴は、反強磁性的相互作用を示す多核金属錯体には見られない、同種金属系で、強磁性的相互作用を生み出す構造的条件の一つと考えられる。
2.異種金属イオン間の磁気的性質を系統的に研究した。異種金属錯体を合成するには、分子設計上多くの工夫を必要とするために、系統的金属錯体の合成はごく一部にかぎられていた。先に報告した「金属を含む配位子」を用いて系統的な異種金属系を実現した。ここでは、銅(II)ー金属(II)ー銅(II)の三核錯体系を詳細に検討した。また、クロム(III)ー銅(II)系には、強磁性的相互作用を見い出した。さらに、スピン状態の違いによる磁気的相互作用の逆転を鉄(III)ー銅(II)系で見い出した。すなわち、高スピン鉄(III)ー銅(II)系では、反強磁性的であるのに対して、低スピン鉄(III)ー銅(II)系では強磁性的である。
3.多核系を高分子系に拡張して、強磁性体を合成した。クロム(III)ー銅(II)間に働く強磁性的相互作用を、クロム(III)の八面体型構造を拡張するという方法で、三次元的空間に拡大した。強磁性体の確認は、相転移等の磁化測定によった。この研究は、現在続行中であるが、一部は、速報誌に投稿した。

研究成果

• [文献書誌] Matsumoto,Inoue,Okawa,and Kida: "Ferromagnetic Interaction of Imidazolate-bridged Copper(II)-Chromium(III)-Copper(II)Complex" Chemistry Letters. 1251-1254 (1989)
• [文献書誌] Matsumoto,Okawa,Kida,Ogawa,and Ohyoshi: "Synthesis,Magnetic Property,and Crystal Structure of Imidazolateーbridged Manganese(III)-Copper(II)Dinuclear Complex" Bulletin of the Chemical Society of Japan. 62. 3812-3816 (1990)
• [文献書誌] Matsumoto,Kondou,Kodera,Okawa,and Kida: "Crystal Structure and Magnetic Property of Cubane Tetranuclear Copper(II)Complex with Ferromagnetic Coupling" Bulletin of the Chemical Society of Japan. 62. 4041-4043 (1990)
• [文献書誌] Zhong,Matsumoto,Okawa,and Kida: "Ferromagnetic Hetero-Metal Assemblies,{NBu_4[CuCr(ox)_3]}_x and{[{Cu(bpy)}_2Cr(ox)_3]NO_3}_x" Chemistry Letters. 87-90 (1990)
• [文献書誌] Matsumoto,Tamaki,Inoue,Okawa,and Kida: "Synthesis and Magnetic Property of Imidazolate-bridged Copper(II)-Iron(III)-Copper(II)Complexes:Effect of Spin-State of Iron(III)upon Anti- and Ferromagnetic"