Potempa Kinga
Zakład Chemii Fizycznej i Radiochemii
Pracownia Spektroskopii i Oddziaływań Międzycząsteczkowych
W poszukiwaniu wydajnych fotoprzełączników molekularnych – fotokrystalograficzne i spektroskopowe badania izomerii wiązaniowej ligandu nitrowego
Kinga Potempa
Promotor: dr hab. Katarzyna N. Jarzembska, prof. ucz.
Opiekun: mgr Krystyna Deresz
Rozwój badań nad efektywnymi związkami fotoprzełączalnymi zyskał w ostatnich latach duże zainteresowanie ze względu na ich zastosowanie w optoelektronice, fotonice i fotowoltaice [1]. Najbardziej pożądane materiały tego typu charakteryzują się wysoką wydajnością reakcji indukowanej promieniowaniem elektromagnetycznym w ciele stałym oraz jej odwracalnością, aktywnością w temperaturze pokojowej oraz stabilnością chemiczną.
Układy, w których zachodzi proces izomerii wiązaniowej, czyni je odpowiednimi kandydatami na związki fotoprzełączalne. Niezbędna do wystąpienia tego zjawiska jest obecność ambidentalnych ligandów takich jak NO, NO2, SO2, które są zdolne do wielu różnych sposobów koordynacji centra metalicznego.
Dla efektywnej indukcji reakcji izomerii wiązaniowej istotne są również czynniki takie jak na przykład upakowanie w sieci krystalicznej lub oddziaływania międzycząsteczkowe. Szczególnie ważne są tu wiązania wodorowe, w których uczestniczą ligandy ambidente. Mają one decydujący wpływ na ich swobodę ruchu podczas reakcji izomeryzacji [2]. Innym ważnym czynnikiem jest objętość wnęki reakcyjnej, czyli przestrzeni dostępnej na przegrupowanie się ligandu ambidentnego.
W celu znalezienia skutecznych związków fotoprzełączalnych przygotowano serię kompleksów niklu z grupą azotynową pełniącą rolę ligandu ambidentalnego, które zostały dokładnie przebadane krystalograficznie i spektroskopowo. W przypadku najefektywniejszego z otrzymanych układów zaobserwowano proces izomeryzacji z formy nitro do exo-nitrito w zakresie temperatur 100-180 K, wywołany za pomocą naświetlania próbki światłem o długości fali 530 nm. Reakcja zachodzi ze 100% wydajnością i jest odwracalna. Co ciekawe, w wyższych temperaturach pojawiła się także forma endo-nitrito indukowana temperaturowo.
Literatura:
[1] Cole J. M., Zeitschrift Fur Kristallographie, 2008, 223, 4-5/2008.
[2] Hatcher L. E., Bigos E. J., Bryant M. J., MacCready E. M., Robinson T. P., Saunders L. K., … Raithby P. R., CrystEngComm, 2014, 16(35), 8263–8271.