磁性异常的铜（Ⅱ）多核化合物

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磁性异常的铜（Ⅱ）多核化合物

实验室k / 2019-06-15

铜形成许多化合物，其中Cu—Cu距离是短的，足以表明有效的M—M相互作用，但是决没有实际的Cu—Cu键。重要的一类多核化合物是双核的羧酸桥化合物（25－H－ⅩⅣ）和有关的1，3－三嗪化合物（25－H－ⅩⅤ）。

这些化合物中有未成对电子弱的偶合，对每个CuⅡ离子的一个电子引起一个三重态只比单一基态高出几个千焦·摩-1；因此常温下，三重态明显的填充，所以化合物是顺磁性的。25℃时，每个Cu原子特有的μ有效约1．4玻尔磁子。而磁矩受温度影响很显著，如图25－H－6表示温度对Cu2（ OCOCH3）4（H2O）2有效磁矩的影响。

双核醋酸盐和许多其它化合物的相互作用以及磁矩同样依赖于温度可以描述成邻接在CuⅡ原子上的未成对物种的反铁磁偶合。用数学式表示引入－JS1S2项（S1＝S2＝1/2是自旋量子数，J是偶合常数）换算成哈密顿（Hamiltonian）算符；大多数化合物的J值接近300厘米-1。

企图说明这种相互作用的详细性质受争论所影响，对它正确的叙述仍有很多不同的见解。现在一般认为双核醋酸盐中的相互作用基本问题是δ轨道之间的对称性，但是否这就是二个金属原子的dx2-y2之间的主要相互作用或实质上通过成桥羧基的π轨道传递还未解决。任何一种情况下所有能级的真正次序，主要与自旋交换相互作用有关，这仍在争论。

近来发现一种有趣的三核CuⅡ化合物，Cu3（C6H5N2O）3（OH）（SO4）·16.3H2O。已报导过它有显著的磁性相互作用。它中心部分的结构如图25－H－7所示。假定在单个CuⅡ原子的开始单独占有的原子轨道之间的相互作用，导致分子轨道图形的三个方向中有一个二重简并轨道，其能量处于最低，这就可以充分说明它的磁性。这样三个电子占据轨道，导致其中二个电子成对。由于CuⅡ原子分开较远，这种相互作用可以认为是间接的，是通过OH基二重桥传递的。

Cu3（C6H5N2O）3（OH）（SO4）·16.3H2O化合物的中心结构单元组成

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