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Magnetic exchange coupling in imido bimetallic uranium(V) complexes. A relativistic DFT study - 17/01/12

Doi : 10.1016/j.crci.2011.07.006 
Samir Meskaldji a, Abdelmalik Belkhiri a, Lotfi Belkhiri a, , Abdou Boucekkine b, , Michel Ephritikhine c
a URCHEMS, université Mentouri de Constantine, 25017 Constantine, Algeria 
b Laboratoire des sciences chimiques, UMR CNRS 6226, université de Rennes-1, campus de Beaulieu, 35042 Rennes cedex, France 
c CEA, IRAMIS, UMR 3299, CEA/CNRS SIS2M, CEA/Saclay, 91191 Gif-sur-Yvette, France 

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Abstract

Magnetic exchange coupling between uranium U(V) ions, in the case of the two para- and meta-imido diuranium complexes, respectively [(C5H5)3U]2(μ-1,4-N2C6H4) and [(C5H5)3U]2(μ-1,3-N2C6H4) exhibiting the 5f1-5f1 configuration, have been investigated using relativistic DFT calculations, combined with the broken symmetry (BS) approach. Using the B3LYP functional, the singlet BS state of the para complex has been found of lower energy than the high spin (HS) triplet one, in agreement with the observed antiferromagnetic character of the complex. On the contrary the BP86 functional fails to predict this magnetic property. The spin density distributions and MO analysis explain well the antiferromagnetic character of the para complex and clarify the failure of the BP86 functional. The effective participation of the 5f metal orbitals in bonding with the imido ligand plays a key role for electronic and magnetic communication between the two active U(V) 5f1 electrons. The same technique led us to explain the ferromagnetic character of the meta isomer in agreement with experiment. For both isomers the spin polarization mechanism explains well their observed magnetic behaviour.

Le texte complet de cet article est disponible en PDF.

Keywords : ZORA/B3LYP, Binuclear uranium complexes, Broken symmetry, Magnetic exchange coupling


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Vol 15 - N° 2-3

P. 184-191 - février 2012 Retour au numéro
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