Metallization of a Hypervalent Radical Dimer: Molecular and Band Perspectives
Notice bibliographique
Résumé
Variable pressure and temperature conductivity measurements on the bisthiaselenazolyl radical dimer [1a](2) have established the presence of a weakly metallic state over the pressure range 5-9 GPa. To explore the origin of this metallization we have examined the crystal and molecular structure of [1a](2) as a function of pressure. At ambient pressure the dimer consists of two radicals linked by a hypervalent 4-center 6-electron S...Se-Se...S sigma-bond into an essentially coplanar arrangement. The dimers are packed in cross-braced slipped pi-stack arrays running along the x-direction of the monoclinic (space group P2(1)/c) unit cell. Pressurization to 4 GPa induces little change in the molecular structure of [1a](2) or in the slipped pi-stack crystal architecture. Near 5 GPa, however, stress on the dimer leads to buckling of the two halves of the molecule and a contraction in the metrics of the S...Se-Se...S unit. These structural changes can be understood in terms of an electronic configurational switch from a 4-center 6-electron sigma-bonded dimer to a more conventional pi-bonded arrangement. At the same time the slipped pi-stack arrays undergo a concertina-like compression, and the crystal structure experiences highly anisotropic changes in cell dimensions. DFT calculations on the molecular electronic structure of the dimer indicate a marked decrease in the HOMO-LUMO gap as the dimer buckles. Related solid-state calculations indicate a rapid closure of the valence/conduction band gap in the same pressure region and the formation of a quasi-metallic state. Metallization of [1a](2) thus arises as much from intramolecular changes, which give rise to a collapse of the HOMO-LUMO gap and near coalescence of the valence and conduction bands, as from increased intermolecular interactions, which cause widening and overlap of the band edges.
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Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,001 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
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