有机磁体
出处：按学科分类—自然科学总论 北京出版社《现代科技综述大辞典上》第293页（2482字）
有机磁体是指不含金属元素且具有铁磁性的物质。
以往的概念认为有机物质是抗磁性体，即不可能具有铁磁性，但科学家从理论上预言有机磁体的存在性并且发现极少数有机物质具有铁磁性。进行潜在的有机磁体的新分子设计及其研究具有重要理论意义。有机磁体具有重量轻、毒性小、铁磁性强等特点，在一些方面有特殊应用。
1963年麦克内尔(H．M．McConnell)首次提出了有机磁体存在的可能性，并于1967年提出了获取有机磁体的途径及其相应的两个模型，如图所示，MC代表McConnell提出的模型。
1987年布伦斯洛(R．Breslow)、1986年托伦斯(J．Torrance)以及1986年伍德(F．Wudl)分别提出了另外3个模型，其中B．T．W分别代表Breslow、Torrance及Wudl提出的模型。
现以麦克内尔模型为例说明有机磁体的理论获取途径。
在电荷转移形成的复合物晶体中，一般存在象…D+A－D+A－…的线性序列结构，给予体分子D和接受体分子A均是反磁性的基态(自旋量子数S=0)。而McConnell模型指的是如果某－离子晶体D+A－，具有图中MC模型的结构，其中D+与A－均是双重态(
)并且其自旋间平行，则发生反向(back，A→D)电荷转移后，某一配体分子(D或A)成为三重态，并且所有D之间由于与A自自旋相关效应而自旋平行，由此形成铁磁性微区，整体有可能成为有机磁体。
此外并非形成三重态分子仅为中性的D或A，由于氧化势等原因有可能出现正向(forward，D+→A－)电荷转移，使得三重态为二价的D或A，由此便出现了图中麦克内尔的其它几个变体模型。
要满足麦克内尔模型及其变体是很不容易的，模型中要求D或A中有一个具有简并的并且是部分占据的分子轨道，电荷转移后高自旋三重态较单重态更为稳定，给予体D或接受体A不会出现分子结构扭曲变形而出现Jnhn-Teller分裂。从目前情况看，获取有机磁体的主要困难在于找到一种分子平面刚性大、不易变形、室温稳定的三重态分子。而现有研究主要集中在三重态分子的性质研究及其新的分子设计。
布伦斯洛从1982年开始详细研究了三重态分子HET及其衍生物与相应的配体分子TCNE的性质，由于D(HET)和A(TCNE)可呈几种氧化态和还原态，只有严格控制恰当的电荷转移量，当一价的二重态／二重态组态与二价的三重态／单重态混杂才与布伦斯洛模型一致，但布伦斯洛的实验结果并不理想。
固态结晶和高的相互作用能等“不对称环境”通常会影响分子形状，破坏其对称性。
但三重态分子与某些配体分子组合有可能变得更加稳定，例如查(L．Y．Chiang)等人用受体分子TCNQF与很不稳定的三重态分子HMT反应，得到了稳定的三重态HMT，控制TNCQF的量使之在HMT分子间起隔离作用(…DDADDADDA…)防止相邻HMT自由基之间电子配对。查认为这个体系是很好的有机磁体模型。
米勒(J．S．Miller)等人非常详尽地研究了［Fe(C5Me5)2］·+［Anion］·－(Anion=TCNQ，或TCNE，或两者混合)体系的磁性性能，结果表明其具有较好的铁磁性，并有非常可靠的证据证明其中金属元素铁对铁磁性无贡献。由于麦克内尔模尔叙述过于简单，米勒依据实验结果把模型理解为D°A°激发态与D+A－基态进行混杂才能使D°A°D+A－中的三重态稳定，D°A°D+A－成为一种新的基态。
1989年伍德等人研究了电子给予体HTTM和电子接受体1，3，5－tris(tricyanovinyl)benzene配合体系的磁性性能，此体系理论上符合图中伍德模型，但由于电子接受体分子平面性不太好，在体系中存在铁磁性微区，微区取向不一致，整个体系表现出无铁磁性。
铁磁性不仅要求分子内自旋平行，还要求整体上自旋平行，图中麦克内尔模型未涉及整体自旋平行，因此整体自旋平行是另一要攻克的难题。
就有机磁体而言，80年代才开始分子设计和模型实验方面的工作，目前取得的进展尚不能获得大量的有机磁性物质，因此有必要提出新的理论与途径，进行新的分子设计与研究，尤其是具有平面刚性大、不易变形室温稳定的三重态分子设计与研究，提出新的实验方法。现有的达到整体自旋平行的途径对于电荷转移复合物来说，两者是毫不相干的，因此要做到整体自旋平行还要做很多理论和实验研究工作。
。【参考文献】：1 McConnell H M, Robert A. Welch Fonud Conf Chem Res, 1968,11:144
2 Lepage T J, Breslow R. J Am Chem Soc, 1987,109:6417- 7421
3 Miller J S,et al. Chem Rev, 1988,88:201 - 220
4 Chiang L Y,et al. J Am chem Soc,1989,111:1925-1929
5 张贵萍，江畹兰，龚克成．化学通报，1992，1∶14～18
(深圳广密磁碟有限公司张贵萍博士撰；龚克成审)