Korrelationen zwischen strukturellen und magnetischen Eigenschaften von tetraedrischen Cobalt(II)-Komplexen

Ziel der vorliegenden Arbeit war es, spezifische Faktoren zu identifizieren, die Einfluss auf die magnetischen Eigenschaften von pseudotetraedrischen Cobalt(II)-Komplexen haben. Um dies zu erreichen, wurden verschiedene Derivate eines Ligandensystems synthetisiert, die unterschiedliche Substituenteneinflüsse und sterische Effekte auf die Koordinationsumgebung des Cobalt(II)-Ions ausüben können. Als Ligandensystem kamen dabei verschiedene aromatische Schiff-Base-Systeme zum Einsatz, welche sowohl in der Größe des aromatischen Systems, als auch in den Substituenten variiert wurden. Die erhaltenen Liganden wurden zu den entsprechenden Komplexen umgesetzt. Zusätzlich wurden Cobalt(II)-Komplexe mit einem sulfonamidbasierten Liganden und verschiedenen Coliganden untersucht. Für alle Komplexe erfolgte eine ausführliche strukturelle und magnetische Charakterisierung. Dabei stellte sich heraus, dass alle untersuchten Verbindungen eine langsame Relaxation der Magnetisierung zeigen, welche jedoch unterschiedlich ausgeprägt ist und bei verschiedenen Temperaturen beobachtet werden kann. Des Weiteren konnten durch die Korrelation der strukturellen mit den magnetischen Eigenschaften Parameter gefunden werden, welche insbesondere die axiale Nullfeldaufspaltung des Cobalt(II)-Ions beeinflussen. Die axiale Nullfeldaufspaltung steht dabei im Zusammenhang mit der Fähigkeit des Komplexes langsame Relaxation der Magnetisierung zu zeigen. Ausgehend von diesen Ergebnissen ist es möglich die folgenden Designkriterien für pseudotetraedrische Cobalt(II)-Komplexe, die eine langsame Relaxation der Magnetisierung zeigen, zu definieren: Die Donorumgebung sollte eine hohe Elongation aufweisen, d. h. eine große Verzerrung zu einer D2d-Symmetrie. Die Verzerrung in Richtung einer quadratisch-planaren Koordination ist möglichst gering zu halten, d. h. der Diederwinkel entspricht möglichst 90°. Der Unterschied in der Ladung der Donoratome sollte klein und die Formalladung des Komplexes groß sein.