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dc.contributor.author
Pérez, Ana Laura
dc.contributor.author
Kemmerer, Axel
dc.contributor.author
Citta, María de Los Milagros
dc.contributor.author
Suarez, Sebastián
dc.contributor.author
Baggio, Ricardo
dc.contributor.author
Crespi, Ayelen Florencia
dc.contributor.author
Lazaro Martinez, Juan Manuel
dc.contributor.author
Ramos, Carlos A.
dc.contributor.author
Vasquez Mansilla, Marcelo
dc.contributor.author
Brondino, Carlos Dante
dc.date.available
2025-10-13T10:56:32Z
dc.date.issued
2025-07
dc.identifier.citation
Pérez, Ana Laura; Kemmerer, Axel; Citta, María de Los Milagros; Suarez, Sebastián; Baggio, Ricardo; et al.; Water-mediated isotropic exchange in an extended Cu( ii ) crystal lattice: a structural, magnetic and EPR study; Royal Society of Chemistry; Dalton Transactions; 54; 31; 7-2025; 11895-11904
dc.identifier.issn
1477-9226
dc.identifier.uri
http://hdl.handle.net/11336/273308
dc.description.abstract
We report a study to evaluate the relevance of oriented water molecules in the transmission of through-bond isotropic exchange between two distant S = 1/2 spins. The study is carried out by means of a structural, magnetic and EPR characterization of the copper compound (pyridine-2,6-dicarboxylato)-(pyridine-2,6-dicarboxylic acid)-copper(II) monohydrate (CuDPA). The structure of this compound consists of an extended lattice of Cu(II) ions (S = 1/2, I = 3/2) coordinated to two DPA ligands in a tridentate manner, linked by long pathways in which a oriented water molecule connects two covalent moieties. FTIR experiments complemented by DFT calculations confirmed the importance of this water molecule in stabilizing the crystal structure of CuDPA. X- and Q-band CW-EPR experiments on powder and single crystal samples of CuDPA indicated the presence of isotropic exchange interactions strong enough to collapse both the hyperfine structure due to the Cu(II) nuclei and the resonances of magnetically inequivalent Cu(II) ions. Magnetic susceptibility measurements indicated Curie–Weiss behavior in the 1.8–250 K range with antiferromagnetically coupled Cu(II) spins. The crystal EPR data were rationalized using the theory of Kubo and Tomita, considering that the position of the observed Lorentzian exchange-collapsed resonances is determined by the Zeeman Hamiltonian and that their widths arise from perturbations such as dipolar, anisotropic and antisymmetric exchange, hyperfine coupling and g anisotropy, all modulated by isotropic exchange. Although information about the molecular gi matrices is lost due to exchange averaging, their eigenvalues and eigenvectors could be reconstructed taking into account the symmetry operations in the crystal lattice of CuDPA. The exchange interaction between magnetically inequivalent copper ions was evaluated from the microwave dependent contribution due to the g anisotropy contribution to the linewidth. Our analysis revealed that, despite the strong distortion of the Cu(II) site, the magnetic ground state of the Cu(II) ion is primarily of the dx2−y2 type. We found that water mediates superexchange through a pathway with a through-bond length of ∼10 Å with |J| = 0.0177(7) cm−1. The latter demonstrates the importance of structural water molecules in mediating exchange interactions over long distances that are strong enough to determine the spin state of the system.
dc.format
application/pdf
dc.language.iso
eng
dc.publisher
Royal Society of Chemistry
dc.rights
info:eu-repo/semantics/restrictedAccess
dc.rights.uri
https://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/2.5/ar/
dc.subject
EPR
dc.subject
Copper Complexes
dc.subject
X-ray
dc.subject
DFT
dc.subject.classification
Físico-Química, Ciencia de los Polímeros, Electroquímica
dc.subject.classification
Ciencias Químicas
dc.subject.classification
CIENCIAS NATURALES Y EXACTAS
dc.title
Water-mediated isotropic exchange in an extended Cu( ii ) crystal lattice: a structural, magnetic and EPR study
dc.type
info:eu-repo/semantics/article
dc.type
info:ar-repo/semantics/artículo
dc.type
info:eu-repo/semantics/publishedVersion
dc.date.updated
2025-10-08T10:00:13Z
dc.journal.volume
54
dc.journal.number
31
dc.journal.pagination
11895-11904
dc.journal.pais
Reino Unido
dc.journal.ciudad
Cambridge
dc.description.fil
Fil: Pérez, Ana Laura. Universidad Nacional del Litoral. Facultad de Bioquímica y Ciencias Biológicas. Departamento de Física; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Santa Fe; Argentina
dc.description.fil
Fil: Kemmerer, Axel. Universidad Nacional del Litoral. Facultad de Bioquímica y Ciencias Biológicas. Departamento de Física; Argentina
dc.description.fil
Fil: Citta, María de Los Milagros. Universidad Nacional del Litoral. Facultad de Bioquímica y Ciencias Biológicas. Departamento de Física; Argentina
dc.description.fil
Fil: Suarez, Sebastián. Adam Mickiewicz University; Polonia
dc.description.fil
Fil: Baggio, Ricardo. Comisión Nacional de Energía Atómica; Argentina
dc.description.fil
Fil: Crespi, Ayelen Florencia. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Departamento de Química Orgánica; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Química y Metabolismo del Fármaco. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Instituto de Química y Metabolismo del Fármaco; Argentina
dc.description.fil
Fil: Lazaro Martinez, Juan Manuel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Química y Metabolismo del Fármaco. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Instituto de Química y Metabolismo del Fármaco; Argentina
dc.description.fil
Fil: Ramos, Carlos A.. Comisión Nacional de Energía Atómica. Centro Atómico Bariloche; Argentina
dc.description.fil
Fil: Vasquez Mansilla, Marcelo. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnología. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnología - Nodo Bariloche | Comisión Nacional de Energía Atómica. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnología. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnología - Nodo Bariloche; Argentina
dc.description.fil
Fil: Brondino, Carlos Dante. Universidad Nacional del Litoral. Facultad de Bioquímica y Ciencias Biológicas. Departamento de Física; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Santa Fe; Argentina
dc.journal.title
Dalton Transactions
dc.relation.alternativeid
info:eu-repo/semantics/altIdentifier/url/https://xlink.rsc.org/?DOI=D5DT01377A
dc.relation.alternativeid
info:eu-repo/semantics/altIdentifier/doi/http://dx.doi.org/10.1039/D5DT01377A
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