КВАНТОВО-ХИМИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ СТРОЕНИЯ И ЭЛЕКТРОННЫХ СПЕКТРОВ ФЕНАНТРОЛИНОВЫХ КОМПЛЕКСОВ Fe(II)
А.Г. Стариков, А.А. Старикова, В.И. Минкин
НИИ физической и органической химии ЮФУ, г. Ростов-на-Дону
andr@ipoc.sfedu.ru 

Координационные соединения переходных металлов с управляемыми магнитными свойствами рассматриваются в качестве элементной базы устройств молекулярной электроники и спинтроники [1]. Одними из наиболее изученных эффектов, сопровождающихся изменением магнитных свойств является обнаруженный в 1931 году спин-кроссовер [2], который заключается в переходе центрального атома металла из низкоспинового в высокоспиновое состояние в результате изменения температуры. Этот феномен подробно изучен в комплексах железа(II) с одной или двумя молекулами 1,10-фенантролина [3].
С целью поиска соединений Fe(II) с фотопереключаемыми магнитными свойствами нами проведено квантово-химическое моделирование комплексов типа 1 и 2, включающих фенеантролиновые лиганды, функционализированные спирооксазиновым фрагментом.
	Расчеты методом теории функционала плотности (B3LYP*/6-311++G(d,p)) показали, что основным состоянием рассмотренных соединений являются изомеры, включающие низкоспиновый атом железа [4]. Дестабилизация высокоспиновых изомеров составляет 1-4 ккал/моль, следовательно, в координационных соединениях 1 и 2 возможен термически наведенный спин-кроссовер, наблюдаемый в аналогичных комплексах с незамещенным фенантролином. Небольшая разница энергий (менее 1 ккал/моль) между низкоспиновым изомером (LS) с закрытой формой спирооксазина и высокоспиновым изомером (HS) с открытой формой спирооксазина в комплексе 1 благоприятствует управлению его магнитными свойствами посредством облучения.

Для эффективного переключения между различными состояниями спироциклических соединений необходимо существование неперекрывающихся полос поглощения. Расчеты электронных спектров комплекса 1 (TD DFT) предсказывают наличие переходов с длиной волны 590нм и 790нм для закрытой и открытой форм спирооксазинового фрагмента соответственно. Этот результат указывает на возможность управления магнитными свойствами рассмотренных комплексов посредством облучения светом.
Исследование проведено в рамках выполнения гранта ЮФУ №213.01-2014/005ВГ.

1. Halcrow M.A. (ed.) Spin-Crossover Materials: Properties and Applications, Wiley & Sonsб 2013. 
2. Cambi L., Szegö L. // Ber. Dtsch. Chem. Ges. 1931. V. 64 P. 2591–2598.
3. Halcrow M.A. // Polyhedron. 2007. 26. 3523-3576.
4. Старикова А.А., Миняев Р.М., Стариков А.Г., Минкин В.И.  // ДАН. 2015. Т. 460.  № 1.  C. 47-51.