Thermally-induced hysteretic valence tautomeric conversions in the solid state <i>via</i> two-step labile electron transfers in manganese-nitronyl nitroxide 2D-frameworks
Notice bibliographique
Résumé
Near room temperature hysteretic thermo-induced valence tautomerism was discovered in a layered 2D-coordination polymer of manganese(ii) with nitronyl nitroxide radicals separated by ClO4- anions (1). This opens a novel approach towards switchable materials with hysteresis and under ambient conditions with prospects for applications and for investigating solid-state intramolecular electron transfers. Herein, two new compounds with similar layered structures where the anions (X) are BF4- (2) or PF6- (3) are presented. Their magnetic behaviors also reveal hysteretic thermo-induced valence tautomeric conversions but in two steps and evidencing a strong effect of the anion. This occurs near room temperature (278-220 K) for 2 and higher for 3 (380-330 K). Their single crystal structures at different temperatures show that this involves two successive thermally-triggered electron transfers with switching between three redox tautomers formulated as {[MnII2-yMnIIIy(NITIm)3-y(NITRed)y]X}n, where y is temperature dependent. Upon cooling from the high-temperature redox-tautomer (y = 0) to the intermediate one (y = 1), half of the manganese(ii) centers are oxidized to manganese(iii) and 1/3 of the nitronyl nitroxide radicals (NITIm-) are reduced to the aminoxyl form (NITRed2-). On further cooling, the second half of the manganese(ii) centers are oxidized and another 1/3 of the radicals are reduced to reach the low-temperature redox-tautomer (y = 2). Upon reheating, reverse electron transfers occur. This is complementarily supported by X-ray powder measurements, differential scanning calorimetry, and electron paramagnetic resonance and Raman spectroscopies. These multi-stable compounds in which manganese ions exchange reversibly their electron with the nitronyl nitroxide radical are outstanding rare examples of two-step valence tautomerism in the solid state promoted by the polymeric structure.
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Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
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