Un complexe hélicoidal et énantiopur de Yb(III)

A contribution to Inorganic Chemistry Frontiers

Cet article est le fruit d’une collaboration de long terme entre des laboratoires de l’ENS de Lyon, de l’université Claude Bernard de Lyon, de l’institut des Sciences Chimiques de Rennes et de l’université de Pise en Italie. Il décrit dans une approche très fondamentale la synthèse d’un complexe d’ytterbium multifonctionnel combinant des propriétés magnétiques de molécule-aimant sous champ et des propriétés optiques et chiroptiques de luminescence, dichroïsme circulaire et luminescence polarisée circulairement dans le proche infra-rouge.

A partir de ces différentes spectroscopies réalisées à 4K pour en améliorer la précision, nous avons pu déterminer le fractionnement énergétique des termes fondamentaux (²F_7/2) et excité (²F_5/2) de l’ion ytterbium dans ces complexes provenant des effets de champ cristallin. Une corrélation entre magnétisme, luminescence et calcul ab initio a pu être une nouvelle fois mise en évidence vérifiant ainsi les prédictions de J. H. van Vleck qui dataient de 1937…  

Les mesures chiroptiques dans le proche infra-rouge à température ambiante ont révélé des caractéristiques qui ne peuvent être rationalisées que sur la base de calculs théoriques avancés car la superposition de diverses transitions issues du peuplement des sous niveaux excités selon une répartition de Boltzmann rend l’analyse expérimentale impossible. Nous avons ainsi pu montrer par le calcul théorique que l’activité chiroptique était une grandeur qui dépendait de la température et donc qui n’était pas intrinsèque à un complexe donné. Ces travaux, qui ont été mis en lumière par la couverture du journal Inorg. Chem. Front., posent les bases de la corrélation magnéto-lumino-chiroptique à température variable qui doit être généralisée sur un plus large éventail de symétries et d'environnements.

Luminescence, chiroptical, magnetic and ab initio crystal-field characterizations of an enantiopure helicoidal Yb(III) complex
F. Gendron,  S. Di Pietro,  L. Abad Galán, F. Riobé,  V. Placide, L. Guy,  F. Zinna, L. Di Bari, A. Bensalah-Ledoux,  Y. Guyot, G. Pilet, F. Pointillart, B. Baguenard, S. Guy, O. Cador,  O. Maury, B. Le Guennic,
Inorg. Chem. Front., 2021,8, 914