普鲁士蓝中发色团的辨识
材料科学
2023-07-11 v1 化学物理
摘要
普鲁士蓝是世界上第一种合成染料。其结构、光学与磁学性质促成了在技术与医学中的诸多应用，并为理解配位聚合物、框架材料与混合价化合物提供了范式。普鲁士蓝显著的红色吸收表征了对其许多应用至关重要的化学与物理性质，本文表明其源于理想化“二聚体”片段 {(NC)5FeII}(mu-CN){FeIII(NC)3(H2O)2} 的两种发色变体（配体异构体）内的定域价间电荷转移跃迁。该片段仅在对该材料晶体结构的现代阐释中可得，而传统基元 {(NC)5FeII}(mu-CN){FeIII(NC)5} 被证明不产生可见吸收。分析的关键在于通过吸收光谱与磁圆二色光谱独立证明：普鲁士蓝的光谱受颗粒尺寸及（随后的）光散射的强烈影响。这些阐释由密度泛函理论计算（CAM-B3LYP）指导并支持，辅以耦合簇与 Bethe-Salpeter 谱模拟，以及普鲁士蓝与模型分子二聚离子 [Fe2(CN)11]6- 的电子顺磁共振光谱。
引用
@article{arxiv.2307.03883,
title = {Identification of the Chromophores in Prussian blue},
author = {Li Musen and Robin Purchase and Parvin Safari and Martyna Judd and Emily C. Barker and Jeffrey R. Reimers and Nicholas Cox and Paul J. Low and Elmars Krausz},
journal= {arXiv preprint arXiv:2307.03883},
year = {2023}
}