Магнетохимия

Магнетохимия — раздел физической химии, который изучает зависимость между магнитными свойствами и химическим строением веществ, а также влияние магнитного поля на химические свойства веществ (растворимость и проч.) и на их реакционную способность.

Спиновая химия как раздел магнетохимии уникальна: она вводит в химию магнитные взаимодействия. Будучи пренебрежимо малыми по энергии, магнитные взаимодействия контролируют химическую реакционную способность и пишут новый, магнитный «сценарий» реакции.

Дизайн молекулярных магнетиков — одно из новых научных направлений современной химии, связанное с синтезом систем высокой размерности. Сегодня достижения современной химии таковы, что химики могут ставить перед собой сверхзадачу — синтезировать в мягких условиях готовое изделие, скажем, монокристалл, сразу, как цельный макрообъект, из исходных молекулярных компонентов. При этом становятся равноправно значимыми как внутримолекулярные, так и межмолекулярные взаимодействия и связи. Причём, они должны быть не какими-то случайными, а выполняющими определённую функциональную нагрузку. В результате из отдельных молекул должен получиться макрообъект с неким кооперативным свойством, которое присуще природе кристалла, то есть природе макроансамбля, а не отдельно взятой молекуле.

Поскольку в итоге мы получаем многоспиновую молекулу (каждая молекула содержит неспаренный электрон — спиновую метку), это можно отнести к спиновой химии. Особенно интересующие нас в данном случае макросвойства, такие как, скажем, магнетизм — свойства физического порядка. В этот момент соединяются в целое интересы химии и физики.

В чём заключается особенность таких соединений? Молекулярные магнетики обладают разнообразным сочетанием физических характеристик, которое не свойственно классическим магнитным материалам. Кристаллы молекулярных магнетиков по сравнению с классическими магнитными материалами необычайно лёгкие, поскольку их плотность в 5-7 раз меньше. При этом они могут быть оптически прозрачными в видимой и инфракрасной областях спектра. И ещё одна из особенностей — они, как правило, диэлектрики, то есть не требуют каких-то специальных изоляционных покрытий при контакте с электропроводящими устройствами.

Молекулярные магнетики могут найти приложения в следующих областях: магнитная защита от низкочастотных полей, трансформаторы и генераторы, имеющие малый вес, научное приборостроение, криогенная техника, информационные технологии, медицина, энергетика.

Томография (от греч. tomos — слой) — метод неразрушающего послойного исследования внутренней структуры объекта посредством многократного его просвечивания электромагнитным излучением в различных пересекающихся направлениях, число которых достигает 10 в 6 степени. В медицине благодаря высокой точности и относительной безвредности получила применение протонный магнитный резонанс — магнитная томография на протонах, который используется даже для исследования мозга.

Литература

• Магнетохимия // Физическая энциклопедия : [в 5 т.] / Гл. ред. А. М. Прохоров. — М.: Советская энциклопедия (т. 1—2); Большая Российская энциклопедия (т. 3—5), 1988—1999. — ISBN 5-85270-034-7.
• Вульфсон С. Г. Молекулярная магнетохимия. М.: Наука, 1991. — 262 с.
• Ракитин Ю. В. Современная магнетохимия / Ю. В. Ракитин, В. Т. Калинников — СПб.: Наука,1994. — 272 с.
• Магнетохимия координационных соединений: учеб. пособие для вузов / В. В. Зеленцов, А. П. Богданов; М-во высш. и сред. спец. обр. РСФСР ; Моск. физ.-техн. ин-т. — М. : МФТИ, 1982.— 111 с. — Библиогр.: с. 107—108. — 400 экз.
• Сокольский Ю. М. Омагниченная вода: правда и вымысел / Ю. М. Сокольский — Л.: Химия, 1990. — 144 с.
• Аблесимов Н. Е. Синопсис химии: Справочно-учебное пособие по общей химии. — Хабаровск: Изд-во ДВГУПС, 2005. — 84 с.
• Аблесимов Н. Е. Сколько химий на свете? ч. 1. // Химия и жизнь — XXI век. — 2009. — № 5. — С. 49-52.