LUC Nguyn Th Nguy I HC QUI
TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN
Nguyễn Thị Nguyệt Ánh
NGHIÊN CỨU MỘT SỐ PHÂN TỬ CÓ CHUYỂN PHA SPIN LUC i N 2012
i LUC Nguyn Th Nguy LỜI CẢM ƠN
L c nhn th
Nguyn Anh Tun, cng dn, bt
lu.
i li c
b Thp, Khoa Vi
hc Khoa hc T t nhiu kin thc b
Cui li c
t thi gian qua.
12 12
Hc
Nguyễn Thị Nguyệt Ánh
-Kohn th nht 13
2.1.4.
-Sham 16
18
Chƣơng 3. Cấu trúc hình học, cấu trúc điện tử và đặc trƣng chuyển pha spin
của phân tử Mn(pyrol)
3
(tren) 19
3.1. Trp 19
3.1.1. Cc 19
3.1.2. Cn t 21
3.2. Tr 23
3.2.1. Cc 23
3.2.2. Cn t 24
3.3. Mt s a chuyn pha spin 26
3.3.1. S i c c 27
3.3.2. S chuy 28
3.3.3. S bing 31
Chƣơng 4. Cấu trúc hình học, cấu trúc điện tử và đặc trƣng chuyển pha spin
của phức chất [Fe
LUC Nguyn Th Nguy DANH MỤC HÌNH VẼ
c c Mn(pyrol)
3
ng. 1
P c Mn
III
. 2
chuyn tr ng ca
nhing cng c 4
ng dt b hin th c chuyn pha spin. 4
: Cc c Mn(pyrol)
3
ng
c biu din b ti b m
3
. 23
3.6: Cn MnN
6
c Mn(pyrol)
3
(tren) tr 23
3.7:
c n t
Mn(pyrol)
3
(tren)
tr HS. 25
t s qu gn mc Fermi c Mn(pyrol)
3
(tren)
trong tr ti b m
3
. 26
3.9: S Mn(pyrol)
3
3d c Fe
III
, (b) Trng
LS, (c) Tr spin trong tr spin
trong tr ti b m
3
. 37
: Bc tranh m bin dn t ca phc cht [Fe
III
(salten)(mepepy)]
n t so vi tr (
c biu din bn t
so vi tr (
c biu din b
t). M ti b m
3
(4-NO
2
-py)
2
]
trn 42
C n Co-N
2
O
4
c
[Co(dioxolene)
2
(4-NO
2
-py)
2
]
tr 43
5.4: (a)
LUC Nguyn Th Nguy DANH MỤC BẢNG BIỂU
B t MnN c Mn(pyrol)
3
(tren) trng t
c t thc nghit. 20
B t Mn-N c Mn(pyrol)
3
(tren) tr
c t thc nghit. 24
Bng 3.3 t Mnt NMnN (
o
) trng
a [Mn(pyrol)
3
c t kt qu c
nghi d . 27
B N1N6 trong tr
LS
tr
HS
) c Mn(pyrol)
3
(tren). 31
LUC Nguyn Th Nguy Các ký hiệu & từ viết tắt
AO: Qu (Atomic orbital)
t phi (Density functional theory)
E: Tng
E
xc
i
HOMOn: Qu th n i mc HOMO
HOMO: Qu cao nht b chim (Highest occupied molecular orbital)
HS: Spin cao (High spin)
K
LS: Spin thp (Low spin)
LUMO: Qu thp nh chim (Lowest unoccupied molecular
orbital)
LUMO+n: Qu th n c LUMO
m: M
MO: Qu (Molecular orbital)
n: i
Png kt cn t
S: Tng spin
SCO: Chuyn pha spin (Spin-crossover)
TS: Trn (Transition state)
U: Th n Coulomb
ng e
d
7
kim
loi chuyn tip Mn
III
, vi cn t d
4
ng hp
cht ca Mn tr c bao quanh bi 6
ng phi t kin MnN
6
bao
, v Mn(pyrol)
3
LUC Nguyn Th Nguy phi t MnN
6
c bao xung quanh b c
ch .1.
o 3d c Mn b c
mc e
g
t
2g
g
tr t li v mng so vi vic
n t bn t 3d ca ion Mn
III
nm t
2g
, trong
n t p v S = 1, g
trp (Low spin, LS).
e
g
tr i v mng so vi vic
n t n t 3d ca ion Mn
III
nm trt
2g
n
t th nm tre
g
ng h bn t 3d ca ion
Mn
III
spin, HS).
t gi nh tn
ti c hai tru kin nhi
c minh h 1.2.
c t, vic SCO
II
III
va ion Co
III
ng gi nh tr, hing SCO
hiy nh Mn
II
vi cn t d
5
, hp cht
ng nh trc li, v cha ion Fe
III
n t 3d y.
[3,24]
cao [15].
1.3(a)
s ph thuc ca tr c SCO. nhi thp,
tn ti trp LS, nhi tn ti tr
spin cao HS. chuyn tra nhi
nhi n nhi T
c bit nng nhi t T
1
n T
2
,
s d chuyn t
trp sang trc lc minh h
1.3(c). V c s d
nh c thc hin bi nhi hoc
1.3:
n pha spin, tng spin c thay
t b chuyn m.
c ng dt b hin th. LUC Nguyn Th Nguy 1.4
(DFT).
LUC Nguyn Th Nguy C 2
PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
2.1. Giới thiệu về lý thuyết phiếm hàm mật độ (DFT)
ng t u h n t i gii
ca h a 3N bin s. Cho
n hi i gii vng h
n ti v gii g
mt gin ti
a h nhin t.
t phi (Density-
tip c hin thi nhiu ht
t hii dn tng cng t
t ca h n t , vt rm ct yu
t ca h in t c biu di
m n t ca h a 3 bin t a
3N bin t ng tm l
hic s dng nhiu nht) trong vit c
c gi
:
)1.1.2(), ,(), ,(
2
1
)(
-Openheimer [1].
nhau s
a h
:
)2.1.2(), ,(
1 M
RREE
-(E
nn
c t
ng:
c l gi nhiu ht.
t DFT,
c biu di t
phia m n t (E[(r)])
p c
chuy nhiu hn t y cho
phi
phi
E[(r)].
E[(r)].
2.1.2. : Thomas-
. :
ng
nhi v
i h s 2
.
dn dt m
Thomas-Fermi.
:
)5.1.2(
)(
)(
2
)(
)()(
2
)(
)()()(
2
)(
)(
2
)(
2
2
*
2
2
2
*
2
*2
2
*
2
2
2
m
r
rdr
r
e
Z
m
rE
r).
r).
N,
0 K,
thi
,
n
x
, n
y
, n
z
= 1, 2, 3, R
,
h
mlR
LUC Nguyn Th Nguy
g()
(
e
f
0
:
)10.1.2(
,0
,1
)(
F
.
2
5
8
2
4
)()(2
2/53
2/3
2
0
2/33
2/3
2
F
l
h
m
dl
h
m
dgfE
F
n t,
F
N
V,
:
thay
F
(2.1.12) (2.1.11), :
)13.1.2(
8
3
10
3
3/5
3
3
3/2
2
l
.
, :
)14.1.2(871.2)3(
10
3
,)(
)()3(
10
3
)(
8
3
10
3
FF
TF
C
m
rdrC
m
rdr
rdr
m
h
T
, -
,
.
N
, :
)17.1.2(
)()(
2
1)(
)()]([
21
21
21
3/5
rdrd
rr
)18.1.2(, ,, ,), ,,, ,( )(
111
2
111 NiiNiii
rdrdrdrdrrrrNr
(2.1.17),
.
. ,
c t ng nht,
-Fermi-Dirac
(TFD) [6,28], Thomas-Fermi-Weizsacker (TFW) [28,38], -
Fermi-Dirac-Weizsacker (TFDW hay TFD-[2,21,22,28,39,40].
, :
)19.1.2(][][][
xTFTFD
EEE
:
)20.1.2(7386.0,)(][][
3/1
3
4
3
3/4
xxDx
CrdrCKE
[38],
rd
r
r
T
W
:
)22.1.2(][][][
WTFWTF
TTT
[16].
T[]
c
n,
-
t s g
i v
, .
m
E[],
. .
2.1.3.
N
), ,,(
21 N
xxx
-Openheimer ,
(
LUC Nguyn Th Nguy )24.1.2(
1
2
1
)(
2
1
ˆ
111
2
:
)5.1.2()(
1
M
i
i
Rr
Z
rv
)
:
)26.1.2(, ,,, ,), ,,, ,( )(
111
2
111 NiiiNiii
xdxddsxdxdxxxxNr
)(r
. ,
)(r
)27.1.2()(
rdrN
,
)(r
[]
-
V
ee
[].
)(r
,
,
)(r
[18].
-V
ne
,
-
V
ee
, T
)(r
1
)(
)( )(
)( )(
)(
)(
111
11
2
21
2
11
1
2
1
2
1
1
1
2
1
1
*
rrvrd
rrvrd
N
rrvrd
N
r
N
rvrdr
N
rvrd
dsxdxdrvrdxdxddsrvrd
xdxdrvxdxdrv
xdxdrv
xdxdrvV
timesN
NNN
NNNNN
NNN
N
i
Ni
N
:
)29.1.2()()(][
rdrrvV
ne
Ti u di
-
V
ee
1
2
1
21
21
21
321
2
21
21
321
2
21
21
1
2
21
)1(
1
2
1
1
2
21
1
1
2
1
rr
NN
xdxd
rr
xdxd
rr
xdxd
rr
xdxd
rr
V
N
N
N
timesNN
N
NN
N
N
ji
N
ji
N
N
ji
ji
ee
321
2
21 N
xdxddsds
NN
rr
y, :
)32.1.2(][
)()(),()()(
),(
][
21
21
2121
21
21
21
21
21
21
termalnonclassicJ
rdrd
rr
J[] .
;
.
T, Thomas-
T[].
,
nhc tip
t qua s g m thp c
m b ,
-Sham
:
)33.1.2()(
2
1
ˆ
11
2
N
i
is
N
i
i