BORA, Pankaj Lochan, Jan NOVOTNÝ, Kenneth RUUD, Stanislav KOMOROVSKY a Radek MAREK. Electron-Spin Structure and Metal-Ligand Bonding in Open-Shell Systems from Relativistic EPR and NMR: A Case Study of Square-Planar Iridium Catalysts. Journal of Chemical Theory and Computation. American Chemical Society, 2019, roč. 15, č. 1, s. 201-214. ISSN 1549-9618. Dostupné z: https://dx.doi.org/10.1021/acs.jctc.8b00914.
Další formáty:   BibTeX LaTeX RIS
Základní údaje
Originální název Electron-Spin Structure and Metal-Ligand Bonding in Open-Shell Systems from Relativistic EPR and NMR: A Case Study of Square-Planar Iridium Catalysts
Autoři BORA, Pankaj Lochan (356 Indie, domácí), Jan NOVOTNÝ (203 Česká republika, domácí), Kenneth RUUD (578 Norsko), Stanislav KOMOROVSKY (703 Slovensko) a Radek MAREK (203 Česká republika, garant, domácí).
Vydání Journal of Chemical Theory and Computation, American Chemical Society, 2019, 1549-9618.
Další údaje
Originální jazyk angličtina
Typ výsledku Článek v odborném periodiku
Obor 10403 Physical chemistry
Stát vydavatele Spojené státy
Utajení není předmětem státního či obchodního tajemství
WWW DOI: 10.1021/acs.jctc.8b00914
Impakt faktor Impact factor: 5.011
Kód RIV RIV/00216224:14740/19:00107199
Organizační jednotka Středoevropský technologický institut
Doi http://dx.doi.org/10.1021/acs.jctc.8b00914
UT WoS 000455558200020
Klíčová slova anglicky EPR; NMR; relativistic DFT; g-tensor; A-tensor; metal-ligand bond
Štítky rivok
Příznaky Mezinárodní význam, Recenzováno
Změnil Změnila: Mgr. Pavla Foltynová, Ph.D., učo 106624. Změněno: 26. 2. 2020 16:35.
Anotace
Electron and nuclear magnetic resonance spectroscopies are indispensable and powerful methods for investigating the molecular and electronic structures of open-shell systems. We demonstrate that the NMR and EPR parameters are extremely sensitive quantitative probes for the electronic spin density around heavy-metal atoms and the metal-ligand bonding. Using relativistic density-functional theory, we have analyzed the relation between the spin density and the EPR and NMR parameters in paramagnetic iridium(II/IV) complexes with a PNP pincer ligand. As the magnetic-response parameters for compounds containing 5d transition metal(s) are heavily affected by spin-orbit coupling, relativistic effects must be included in the calculations. We have used a recent implementation of the fully-relativistic Dirac-Kohn-Sham (DKS) method employing the hybrid PBE0 functional and an implicit solvent model to calculate EPR parameters and hyperfine NMR shifts. The modulation of the metal–ligand bond by the trans substituent (-Cl or -N) and the electronic spin structure around the central metal atom and ligands are shown to be reflected in the “long-range” through-bond Fermi-contact (FC) contributions to the ligand 13C and 1H hyperfine couplings. Interestingly, the hyperfine coupling constant of the ligand atom L (A_L) bonded directly to the iridium center changes its sign because of the dominating role of the paramagnetic spin-orbit (PSO) term. Furthermore, the electronic g-shift and the PSO contribution to the ligand A_L are shown to invert their signs when nitrogen is substituted for chlorine, reflecting the different formal metal oxidation states and the change in metal–ligand bond character. A full understanding of the substituent effects is provided by using chemical bond concepts in combination with a molecular-orbital (MO) theory analysis of the second-order perturbation theory expression for the EPR parameters. Our findings are easily transferable to other systems containing d-block elements and beyond. Relativistic DFT calculations of magnetic-resonance parameters are expected to frequently assist in future experimental observations and the characterization of hitherto unknown unstable or exotic species.
Návaznosti
GA18-05421S, projekt VaVNázev: Rozvoj paramagnetické NMR spektroskopie pro supramolekulární systémy (Akronym: SUPRAMAG)
Investor: Grantová agentura ČR, Rozvoj paramagnetické NMR spektroskopie pro supramolekulární systémy
LQ1601, projekt VaVNázev: CEITEC 2020 (Akronym: CEITEC2020)
Investor: Ministerstvo školství, mládeže a tělovýchovy ČR, CEITEC 2020
8X17009, projekt VaVNázev: 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
VytisknoutZobrazeno: 22. 8. 2024 01:54