J 2017

Linking the Character of the Metal-Ligand Bond to the Ligand NMR Shielding in Transition-Metal Complexes: NMR Contributions from Spin-Orbit Coupling

NOVOTNÝ, Jan, Jan VÍCHA, Pankaj Lochan BORA, Michal REPISKY, Michal STRAKA et. al.

Základní údaje

Originální název

Linking the Character of the Metal-Ligand Bond to the Ligand NMR Shielding in Transition-Metal Complexes: NMR Contributions from Spin-Orbit Coupling

Autoři

NOVOTNÝ, Jan (203 Česká republika, domácí), Jan VÍCHA (203 Česká republika), Pankaj Lochan BORA (356 Indie, domácí), Michal REPISKY (703 Slovensko), Michal STRAKA (203 Česká republika, domácí), Stanislav KOMOROVSKY (703 Slovensko) a Radek MAREK (203 Česká republika, garant, domácí)

Vydání

Journal of Chemical Theory and Computation, Washington, American Chemical Society, 2017, 1549-9618

Další údaje

Jazyk

angličtina

Typ výsledku

Článek v odborném periodiku

Obor

10403 Physical chemistry

Stát vydavatele

Spojené státy

Utajení

není předmětem státního či obchodního tajemství

Impakt faktor

Impact factor: 5.399

Kód RIV

RIV/00216224:14740/17:00094827

Organizační jednotka

Středoevropský technologický institut

UT WoS

000407522100013

Klíčová slova anglicky

NMR chemical shift; spin-orbit coupling; relativistic DFT; gold; platinum; mercury;

Štítky

Příznaky

Mezinárodní význam, Recenzováno
Změněno: 15. 3. 2018 10:23, Mgr. Pavla Foltynová, Ph.D.

Anotace

V originále

Relativistic effects significantly affect various spectroscopic properties of compounds containing heavy elements. Particularly in Nuclear Magnetic Resonance (NMR) spectroscopy, the heavy atoms strongly influence the NMR shielding constants of neighboring light atoms. In this account we analyze paramagnetic contributions to NMR shielding constants and their modulation by relativistic spin-orbit effects in a series of transition-metal complexes of Pt(II), Au(I), Au(III), and Hg(II). We show how the paramagnetic NMR shielding and spin-orbit effects relate to the character of metal-ligand (M-L) bond. A correlation between the (back)-donation character of the M-L bond in d10 Au(I) complexes and the propagation of the spin-orbit (SO) effects from M to L through the M-L bond influencing the ligand NMR shielding via Fermi-contact mechanism is found and rationalized by using third-order perturbation theory. The SO effects on the ligand NMR shielding are demonstrated to be driven by both the electronic structure of M and the nature of the trans ligand, sharing the sigma-bonding metal orbital with the NMR spectator atom L. The deshielding paramagnetic contribution is linked to the sigma-type M-L bonding orbitals, which are notably affected by the trans ligand. The SO deshielding role of sigma-type orbitals is enhanced in d10 Hg(II) complexes with Hg 6p atomic orbital involved in the M-L bonding. In contrast, in d8 Pt(II) complexes, occupied pi-type orbitals play a dominant role in the SO-altered magnetic couplings due to the accessibility of vacant antibonding sigma-type MOs in formally open 5d-shell (d8). This results in a significant SO shielding at the light atom. The energy- and composition-modulation of sigma- vs pi-type orbitals by spin-orbit coupling is rationalized and supported by visualizing the SO-induced changes in the electron density around the metal and light atoms (spin-orbit electron deformation density, SO-EDD).

Návaznosti

GA15-09381S, projekt VaV
Název: Struktura a vlastnosti paramagnetických komplexů ruthenia pro návrh nových protirakovinných léčiv (Akronym: PARAMAG)
Investor: Grantová agentura ČR, Struktura a vlastnosti paramagnetických komplexů ruthenia pro návrh nových protirakovinných léčiv
GA16-05961S, projekt VaV
Název: Pokročilé nosiče platinových léčiv
Investor: Grantová agentura ČR, Pokročilé nosiče platinových léčiv
LM2015085, projekt VaV
Název: CERIT Scientific Cloud (Akronym: CERIT-SC)
Investor: Ministerstvo školství, mládeže a tělovýchovy ČR, CERIT Scientific Cloud
LQ1601, projekt VaV
Název: CEITEC 2020 (Akronym: CEITEC2020)
Investor: Ministerstvo školství, mládeže a tělovýchovy ČR, CEITEC 2020
8X17009, projekt VaV
Název: Relativistické efekty v molekulárních materiálech založených na komplexech zlata: katalytická aktivita, přenos protonu a NMR vlastnosti (Akronym: GOLDCAT)
Investor: Ministerstvo školství, mládeže a tělovýchovy ČR, Relativistic Effects in Molecular Materials Based on Gold Complexes: Catalytic Activity, Proton Transfer, and NMR Properties

Přiložené soubory

JCTC17_13_3586_acs.jctc.7b00444.pdf
Požádat o autorskou verzi souboru