Thèse soutenue

Chemins d'intéraction dans les composés magnétiques moléculaires à partir d'études de diffraction X haute résolution

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Auteur / Autrice : Sébastien Pillet
Direction : Claude Lecomte
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Physique
Date : Soutenance en 2001
Etablissement(s) : Nancy 1
Partenaire(s) de recherche : autre partenaire : Université Henri Poincaré Nancy 1. Faculté des sciences et techniques

Résumé

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Nous avons utilisé la diffraction de rayons X à haute résolution afin de modéliser la distribution de densité électronique dans différents composés magnétiques moléculaires, dont les mécanismes d'interaction reposent sur des phénomènes de transfert de charges, recouvrements directs ou indirects d'orbitales, liaisons hydrogènes, polarisation ou délocalisation électroniques. Nous avons ainsi relié la structure électronique atomique de ces systèmes à leur comportement magnétique et déterminé les chemins d'échange par l'analyse topologique de la densité électronique. Nous avons confirmé l'implication d'un transfert de charge de l'orbitale SOMO vers l'orbitale LUMO, selon le mécanisme de McConnell l, par délocalisation intramoléculaire et liaison hydrogène intermoléculaire dans le composé Nit(SMe)Ph. Trois points critiques de liaison dans les trois liaisons hydrogène intermoléculaires démontrent de plus la localisation des chemins d'échange entre radicaux, assurant la coopérativité du système. Des interactions 2D par superéchange ont été caractérisées dans le composé CU2(OH)3N03, notamment par l'absence de point critique de liaison entre atomes de cuivre. Des interactions à fort et faible recouvrement d'orbitales résultent de la participation de deux ions hydroxo ou d'un ion hydroxo et d'un ion nitrate au chemin d'échange respectivement. Trois liaisons hydrogène, caractérisées par l'analyse topologique, assurent les couplages inter-plans. Une délocalisation électronique a été mise en évidence depuis les deux centres métalliques sur le pont oxamato du système ferrimagnétique ID MnCu(pba). Les liaisons Cu-N et Cu-O, a plus fort recouvrement d'orbitales que lV1n-O rendent la délocalisation ainsi que la polarisation du pont oxamato à partir de l'atome de cuivre plus efficace. L'analyse topologique a révélé l'implication de quatre liaisons hydrogène dans les couplages inter-chaînes, expliquant la déviation au comportement purement ID à très basse température.