A ímã molecular é uma molécula que exibe propriedades magnéticas devido ao arranjo de seus átomos constituintes e de seus elétrons. Ao contrário dos ímãs tradicionais feitos de materiais ferromagnéticos como o ferro, os ímãs moleculares são tipicamente moléculas orgânicas que contêm íons metálicos de transição.

Aqui está um colapso dos aspectos -chave:

Características -chave:

* paramagnetic: Os ímãs moleculares são geralmente paramagnéticos, o que significa que são fracamente atraídos para um campo magnético externo. Isso surge dos elétrons não emparelhados na molécula, que contribuem para um momento magnético líquido.
* anisotropia magnética: Os ímãs moleculares geralmente exibem anisotropia magnética, o que significa que suas propriedades magnéticas são diferentes, dependendo da direção do campo magnético aplicado.
* ímãs de molécula única (SMMS): Um tipo especial de ímã molecular é um ímã de molécula única (SMM). Os SMMs têm um momento magnético que pode ser orientado em direções diferentes e pode reter sua magnetização mesmo após a remoção do campo externo. Essa propriedade os torna promissores para aplicativos como armazenamento de dados de alta densidade e computação quântica.

como eles funcionam:

* giro eletrônico: As propriedades magnéticas dos ímãs moleculares decorrem da rotação dos elétrons na molécula. Em particular, os íons metais de transição com elétrons não emparelhados em seus orbitais D contribuem significativamente para o momento magnético.
* Campo do ligante: O arranjo de ligantes (átomos ou grupos ligados ao íon metálico) ao redor do centro metálico influencia os níveis de energia dos orbitais D e, consequentemente, as propriedades magnéticas.
* acoplamento de spin-orbit: A interação entre a rotação do elétron e seu momento angular orbital, conhecido como acoplamento de órbita de spin, desempenha um papel crítico na determinação da anisotropia magnética dos ímãs moleculares.

Aplicações:

* armazenamento de dados de alta densidade: A capacidade dos SMMs de reter sua magnetização oferece o potencial para o desenvolvimento de dispositivos de armazenamento magnético de alta densidade.
* Computação quântica: Os SMMs são candidatos promissores a bits quânticos (qubits) devido à sua capacidade de existir nos estados de superposição.
* eletrônica molecular: Os ímãs moleculares podem ser potencialmente usados ​​em eletrônicos moleculares, onde podem atuar como interruptores ou sensores magnéticos.
* medicamento: Alguns ímãs moleculares mostraram potencial em aplicações médicas, como administração direcionada de medicamentos e agentes de contraste de ressonância magnética (RM).

Exemplos:

* mn _{12 AC:} Um SMM bem conhecido que consiste em um cluster de manganês com doze íons manganês, cada um com um elétron não pareado.
* [Fe (PC) _{2 ]} :Uma molécula contendo um íon de ferro imprensado entre dois ligantes de ftalocianina. Esta molécula exibe anisotropia magnética e atua como um ímã de molécula única.

O campo do magnetismo molecular está se desenvolvendo rapidamente, com pesquisas em andamento focadas em sintetizar novas moléculas com propriedades magnéticas aprimoradas e explorar seu potencial para várias aplicações.