Química

Magnetoquímica

Publicado por Mónica González

La magnetoquímica es la rama de la ciencia que se dedica al estudio de las sustancias (elementos y compuestos) de propiedades magnéticas relevantes.

1 –  Historia

Los primeros compuestos magnéticamente relevantes (históricamente fueron únicamente los ferromagnéticos ya que el paramagnetismo y el diamagnetismo no no son fenómenos lo bastante intensos como para llamar la atención antes del desarrollo de la física) eran típicamente sólidos inorgánicos, como el hierro o la magnetita (un óxido de hierro)

En la actualidad los compuestos magnéticos relevantes, componen un amplio rango de disciplinas, desde la química del los sólidos hasta la bioquímica.

Algunos científicos que se comprometieron en el avance de la magnetoquímica en las últimas décadas han sido Olivier Kahn e Dante Gatteschi.

2 – Fundamentos

Las propiedades magnéticas son generalmente debidas a la existencia de electrones emparejados en los metales de transición (aunque hay sistemas magnéticos puramente orgánicos). En algunos sólidos inorgánicos, los momentos magnéticos de estos electrones se ajustan, este acoplamiento se propaga tridimensionalmente y se llega a un ordenamiento magnético.

Esto da lugar a la aparición de dominios magnéticos, como los que se observan en los imanes, con sus conocidas propiedades (atracción y repulsión) por otros imanes, dependiendo de cómo se enfrentes sus polos magnéticos.

Investigación experimental

La investigación experimental en este campo incluye la búsqueda de nuevos materiales con propiedades magnéticas relevantes, o la combinación de propiedades: magnéticas y eléctricas, magnéticas y ópticas.

Esta imagen corresponde a la molécula Mn12O12(CH3COO)16(H2O)4,abreviada Mn12Mn12Ac16, la cual fue el primer sistema medido experimentalmente. Comúnmente se la conoce como la Drosophila de las moléculas imán.

Recientemente, se lograron por ejemplo imanes moleculares (como el Mn12) ferromagnetos de base molecular conductores de electricidad y paramagnetos superconductores de electricidad.

La experimentación para el estudio de la magnetoquímica requiere de técnicas de síntesis muy modernas  y de equipos de medida sofisticados como aquellos que miden la dispersión inelástica de neutrones, la resonancia electrónica paramagnética y los magnetómetros SQUID.

5 Investigación teórica

La investigación teórica incluye el desarrollo y perfeccionamiento de modelos que describan el intercambio magnético o la transferencia electrónica (en compuestos de valencia mixta). Algunos de estos modelos son muy simples y generales como las reglas de Goodenough-Kanamori para predecir si la tendencia de una interacción magnética va a ser hierro o antiferromagnética según el ángulo de enlace y la disposición de los orbitales. Otros modelos son bastante más sofisticados.

Muchos estudios teóricos de la magnetoquímica requieren del uso de herramientas de mecánica cuántica o de modelos hamiltonianos (con la ayuda de la tecnología de ordenadores). También es de gran ayuda el estudio de series de compuestos de química de coordinación o polioxometalatos, para el establecimiento de correlaciones magneto estructural.

Categorías: Leyes Químicas, química cuántica, Química Inorgánica, Química Orgánica