Homo- and heterometallic metal atomic strings

Pro gradu -tutkielmani keskittyy metallofiiliseen vuorovaikutukseen ylipäätänsä ja etenkin metallofiiliseen vuorovaikutukseen metalliatomiketjuissa. Metallopolymeerien ja niiden erään alaluokan, laajennettujen metalliatomiketjujen (EMAC), määritelmät esitellään sekä niiden käyttökohteista ja ominaisuuksista on esimerkkejä. Metallofiilinen vuorovaikutus metalliatomien attraktiivista vuorovaikutusta, jossa metallien elektronikuori on täynnä (s2 tai d10) tai käyttäytyy, kuten se olisi täynnä (d8). Se on voimakkuudeltaan korkeintaan vetysidoksen luokkaa. Tätä metallofiilistä vuorovaikutusta esiintyy myös samanmerkkisesti varattujen metalli-ionien välillä. Metallofiilinen vuorovaikutus koostuu pääosin dispersiivisestä vuorovaikutuksesta, mutta se koostuu myös osin ionisesta vuorovaikutuksesta ja vaihtovuorovaikutuksesta. Suhteellisuusteoreettiset vaikutukset voimistavat sitoutumista. Atomien välisen etäisyyden kasvaessa vuorovaikutus muuttuu kovalenttisestä van der Waals vuorovaikutukseksi, mutta missä tämä raja on, ei ole selvä. Tämän takia erilaisiin taulukoituihin säteisiin on suhtauduttava hyvin varovaisesti ja kriittisesti, sillä monet tekijät vaikuttavat säteisiin ja atomit eivät ole pyöreitä. Jos atomien välinen etäisyys on pienempi kuin van der Waals säteiden summa, kyseessä ei välttämättä ole puoleensavetävä vuorovaikutus, jos esim. molekyylin jäykkyys pakottaa tietyt atomit lähelle toisiaan, ne aiheuttavat hylkivän vuorovaikutuksen puoleensavetävän sijasta. Pikseli- ja sidospolkumenetelmät on esitetty parempana vaihtoehtona atomien ja molekyylien välisien vuorovaikutuksien tutkimiseen. Kokeellinen osa keskittyi homo- ja etenkin hetero-EMAC:ien valmistamiseen ja kiteyttämiseen käyttäen ryhmän 11 metalleita ryhmän ulkopuolisten metallien kanssa ja pyridiini-4(1H)-tionia ambidentaattina ligandina. Yksi heterometallinen EMAC saatiin valmistettua. Se koostuu polymeerisestä [Cu2(s-pyH4]n2n+:sta n:llä [ZnCl4]2−-vasta-anioneita. Metalliatomiketju on pseudolineaarinen ja kuparin koordinaatiogeometria on vääntynyt tetraedri. Cu∙∙∙Cu-etäisyydet ovat 2,6241(6) ja 2,6283(6) Å ja Cu∙∙∙Cu∙∙∙Cu-kulmat ovat 156,667(18)° ja 157,424(19)°.