Exact spin-pairing energies at the crossovers in octahedral d 4, d 5, d 6, and d 7 transition metal complexes

Exact spin-pairing energies are calculated by direct diagonalization of the relevant ligand field plus interelectronic repulsion matrices for the configurations d ⁴, d ⁵, d ⁶, and d ⁷ of octahedral transition metal ions. The results are presented in terms of /B as function of = C/B for the range of values =3.0 to 8.0. Comparison with the quantity resulting from a simplified approach in which configuration interaction is neglected or considered on an approximate basis only reveals significant differences. Useful estimates of spin-pairing energies are provided, in addition, on the basis of empirical magnetic and electronic spectral data.

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Zusammenfassung Exakte Spinpaarungsenergien für die Konfigurationen d ⁴, d ⁵, d ⁶ und d ⁷ oktaedrischer Übergangsmetallionen werden durch direkte Diagonalisierung der entsprechenden Matrizen des Ligandenfeldes sowie der Elektronenwechselwirkung berechnet. Die Ergebnisse für /B werden in Abhängigkeit von = C/B für den Wertebereich =3.0 bis 8.0 angegeben. Ein Vergleich mit der Größe , die bei einer vereinfachten Behandlung unter Vernachlässigung oder näherungsweiser Berücksichtigung der Konfigurationswechselwirkung erhalten wird, zeigt auffallende Unterschiede. Nützliche Abschätzungen der Spinpaarungsenergie werden außerdem unter Benutzung empirischer magnetischer und elektronenspektroskopischer Daten erhalten.

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Résumé Les énergies exactes de couplage de spin sont calculées par diagonalisation directe du champ de ligand correspondant en plus des matrices de répulsion électronique pour les configurations d ⁴, d ⁵, d ⁶ et d ⁷ des ions octaédriques des métaux de transition. Les résultats sont présentés en termes de /B en fonction de = C/B dan l'intervalle =3,0 à 8,0. On trouve des différences significatives par comparaison de avec les valeurs résultant d'une approche simplifiée sans interaction de configuration ou avec interaction de configuration approchée. De plus, des estimations des énergies de couplage de spin sont obtenues à partir de données empiriques magnétiques et spectrales.

     

Untersuchung der Temperaturabhängigkeit derg ik -Tensoren von Polyäthyleneinkristallen

Zusammenfassung Es wurden die Kristallitgröße und die Änderungen der parakristallinen Gitterstörungen aus den Linienbreiten des Röntgenweitwinkeldiagramms von lösungskristallisiertem linearem Polyäthylen bei den Temperaturen 15°K, 73°K, 173°K und Zimmertemperatur bestimmt. Es wurde eine Zunahme der Gitterstörungen mit fallender Temperatur gefunden.

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Summary The crystallite size and the paracrystalline distortions in polyethylene single crystals were evaluated by the measurement of the linewidth in the X-ray wide angle diagram at four different temperatures (15°K, 73°K, 173°K and 297°K). An increase of the lattice distortions with decreasing temperature was found.

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Mit 3 Abbildungen

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Vorgetragen auf der Arbeitssitzung des Fachausschusses Physik der Hochpolymeren in der Frühjahrstagung 1970 des Regionalverbandes Hessen-Mittelrhein-Saar der Deutschen Physikalischen Gesellschaft in Darmstadt, 10.–13. März 1970.     

Die Schmelzdiagramme der Systeme CsN3/Zn(N3)2 und KN3/Zn(N3)2

The phase diagrams of the systems CsN₃/Zn(N₃)₂ and KN₃/Zn(N₃)₂ have been obtained employing the microscopic technique ofL. Kofler andA. Kofler. Within the system CsN₃/Zn(N₃)₂ three eutectics at 148°C, 142°C, and 210°C were found. Besides Cs₂Zn(N₃)₄, melting incongruently in the interval 153°C to 170°C, there exist two further compounds of the most probable composition Cs₃Zn₂(N₃)₇ and CsZn₂(N₃)₅, melting congruently at 170°C and 210°C, resp. In the system KN₃/Zn(N₃)₂ there exist two eutectics at 203°C and 172°C and two compounds, one of them, i.e. K₂Zn(N₃)₄, melting congruently at 206°C, the other one, with composition KZn₃(N₃)₇ or KZn₄(N₃)₉, melting incongruently at 210°C.

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Mit 8 Abbildungen

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Herrn Professor Dr.Heribert Grubitsch zum 70. Geburtstag gewidmet.     

Über einige Eigenschaften von Zinkphosphiten mit Berücksichtigung ihrer Wasserstoffbrückenbindung

Zinc phosphites ZnPHO₃·2.5 H₂O, Zn₂H₂P₃H₃O₉·H₂O, Zn₃H₄P₅H₅O₁₅·1.5 H₂O, ZnH₂H₂P₂H₂O₆ have been studied at higher temperatures and by X-rays and molecular spectroscopy. Hydrates ZnPHO₃·2.5 H₂O and Zn₂H₂P₃H₃O₉·H₂O, when heated, yield an anhydrous salt. Thermal decomposition of dihydrogen triorthophosphite and tetrahydrogen pentaorthophosphite leads, before oxidation of the anion, to a mixture of zinc phosphite ZnPHO₃ and dihydrogen diorthophosphite ZnH₂P₂H₂O₆ and then after loss of water of constitution dihydrogen diorthophosphite converts to zinc diphosphite ZnP₂H₂O₅. The results of the thermal decomposition study were confirmed by X-ray investigation. Anhydrous zinc dihydrogen triorthophosphite Zn₂H₂P₃H₃O₉ and zinc diphosphite ZnP₂H₂O₅ were hitherto unknown. Infrared spectra confirmed the existence of hydrogen bonding in all the phosphites studied and in the case of zinc phosphite ZnPHO₃·2.5 H₂O exhibited a symmetry decrease of the anion PHO₃ ^2– from the point group C_3v to C_s. In the crystal lattice of ZnPHO₃·2.5 H₂O hydrogen bonding by water molecules participates, with polyorthophosphites hydrogen bonding shares in the production of anions and in the case of their hydrates there is in addition hydrogen bonding by water molecules.

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Mit 3 Abbildungen     

Hydroxybromierung und Methoxybromierung von (Z)-Cycloocten

In addition totrans-2-bromocyclooctanol andtrans-1,2-dibromocyclooctane,cis-4-bromocyclooctanol,cis-1,4-dibromocyclooctane,trans-1,4-dibromocyclooctane, and (Z)-5-bromocyclooctene are obtained, when (Z)-cyclooctene is treated with N-bromosuccinimide in the presence of water. Similarly the methoxybromination of (Z)-cyclooctene gives transanular products.     

Interaction of dextran sulfates with positively and negatively charged silver bromide hydrosols

Summary The effects of dextran sulfates of different molecular weights and charge densities on the stability of positively and negatively charged silver bromide solsin statu nascendi have been studied by means of light scattering.The plots of scattering intensities of a positively charged sol against the concentration of the added dextran sulfates show one pronounced maximum, the position which is independent on the molecular weight of the polyelectrolyte used. The maximum shifts to lower polyion concentrations with dilution of the sol.The effect of polyanions on the stability of silver bromide sols of the same sign of charge were investigated as a function of molecular weight of the polymers, the sol concentration, the charge and the concentration of counterions, and the addition of methanol. Destabilization only occurred if sufficient amount of indifferent electrolyte was present in the system. However, the concentration of counterions necessary to produce a flocculation maximum was lower in the presence of the polyelectrolytes than in their absence. The results obtained were compared with the data on sols containing nonionic dextrans reported earlier.

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Zusammenfassung Der Einfluß der Dextransulfate von verschiedenen Molekulargewichten und Ladungsdichten auf die Stabilität der positiv und negativ geladenen Silberbromid-Solein statu nascendi wurden durch Lichtstreuung untersucht. Wenn die Intensitäten der Lichtstreuung eines positiv geladenen Silberbromid-Sols gegen die Konzentration der zugesetzten DextranSulfate aufgetragen werden, tritt ein ausgeprägtes Maximum auf, dessen Lage von dem Molekulargewicht des angewandten Polyelektrolyten unabhängig ist. Bei Verdünnung des Sols wird das Maximum zur niedrigeren Konzentration des Polyanions verschoben.Der Einfluß der Polyanionen auf die Stabilität der Silberbromid-Sole mit gleichem Ladungsvorzeichen wurde in Abhängigkeit von dem Molekulargewicht des zugesetzten Dextransulfats, der Solkonzentration, der Ladung und Konzentration der Gegenionen und dem Zusatz von Methylalkohol untersucht. Destabilisierung wird nur in Anwesenheit einer genügenden Menge von Neutralelektrolyten in den untersuchten Systemen beobachtet. Die Konzentration der Gegenionen, die ein Flockungsmaximum verursachen, ist immer niedriger als die kritische Koagulationsmenge derselben Ionen für das gleiche Sol in Abwesenheit von Makroionen. Die Resultate wurden mit den Wechselwirkungen der Silberbromid-Sole mit nichtionogenen Dextranen verglichen, und der Mechanismus der Flockung durch Polyelektrolyte wurde diskutiert.

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5 figures and 1 table

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Supported by the NSF Grant GP 42331 X.

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A part of the Ph.D. Thesis by David Lindsay.     

Preconcentration of manganese,cobalt, yttrium,zirconium, niobium,ruthenium, europium and protactinium by various hydroxides

Summary The removal of trace elements from dilute water solutions by hydroxide precipitates was investigated. The co-precipitation yields of manganese, cobalt, ruthenium, europium and protactinium onto beryllium, zinc, iron, lanthanum and titanium hydroxides were studied in the pH region from 3 to 11, while those of manganese, cobalt, yttrium, zirconium, niobium, ruthenium, europium, and protactinium onto the same hydroxides were investigated in sea-water media. The influence of some other factors, such as the presence of neutral electrolyte and NH₄ ⁺ ions, aging of hydroxide precipitates etc. on the co-precipitation yields were also examined.

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Zusammenfassung Die Entfernung von Spurenelementen aus verdünnten wäßrigen Lösungen durch Hydroxidniederschläge wurde untersucht. Die mitgefällten Anteile Mn, Co, Ru, Eu und Pa in den Hydroxiden von Be, Zn, Fe, La und Ti wurden im pH-Bereich 3–11 untersucht, während die Anteile von Mn, Co, Yt, Zr, Nb, Ru, Eu und Pa in den gleichen Hydroxiden in Meerwasser studiert wurden. Der Einfluß einiger anderer Faktoren auf die Mitfällung, wie die Anwesenheit neutraler Elektrolyte und von NH₄-Ionen, die Alterung der Hydroxidniederschläge usw. wurden ebenfalls geprüft.

     

Vernetzung und Abbau von Polyäthylenterephthalat durch Elektronenbestrahlung

Zusammenfassung PÄT-Folien wurden in Luft, Stickstoff und Vakuum bei 20 °C mit 1 MeV-Elektronen bestrahlt. Untersucht wurden Löslichkeit und Viskosität von Proben, die unmittelbar nach der Bestrahlung gelöst wurden.In allen untersuchten Fällen trat bei hohen Bestrahlungsdosen ein unlöslicher, d. h. vernetzter Anteil auf, dessen Ausbildung jedoch durch in den Proben enthaltene Feuchtigkeit verzögert werden kann. Bei niedrigen Bestrahlungsdosen bewirkt Feuchtigkeit einen Abbau des Polymeren, wie durch Viskositätsmessungen gezeigt wird.Aus den Gel-Messungen wurde derp ₀/q ₀-Wert für Bestrahlung in Luft, Stickstoff und Vakuum zu 1,05 bestimmt.Die Änderung des Gel-Anteils bei Lagerung der Proben zwischen Bestrahlung und Lösung wird diskutiert.

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Summary Polyethyleneterephthalate samples were irradiated in air, nitrogen and vacuum at 20 °C with 1 MeV electrons. The solubility of the samples and the viscosity of the solutions were studied immediately after irradiation. At high doses an insoluble crosslinked part was always observed. Crosslinking was delayed by moisture in the samples. At low irradiation doses moisture causes chain scission as shown by viscosity measurements. The ratiop ₀/q ₀ of degradation to crosslinking in the case of irradiation in air, nitrogen and vacuum was found by gel measurements to be 1.05. The insoluble gel-part changes with increasing storage time of the samples between irradiation and solution.

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Herrn Diplom-PhysikerH. Fischer sei an dieser Stelle für wertvolle Anregungen und Diskussionen besonders gedankt.     

Viskoelastische Eigenschaften von Polyisobutylenen in verdünnten Lösungen

Zusammenfassung Die Speicher- und VerlustmodulnG undG verdünnter Lösungen (2–4%) dreier Isobutylenpolymerisate mit den Molekulargewichten 0,63, 1,29 und 11×10⁵ wurden in der Apparatur vonBirnboim undFerry über einen Frequenzbereich von 0,4–400 Hz und einen Temperaturbereich von –17,5 bis 25,0° bestimmt. Für die scharf fraktionierten Polymerisate von niederem Molekulargewicht ergab die Frequenzabhängigkeit der Moduln eine ausgezeichnete Übereinstimmung mit der Theorie vonZimm. Die aus den experimentell erhaltenen Kurven ermittelten Molekulargewichte und größten Relaxationszeiten waren von der erwarteten Größenordnung. Für das Polymerisat mit höherem Molekulargewicht entsprach die Frequenzabhängigkeit vonG undG – _s jedoch der Theorie vonRouse. Der Einfluß der hydrodynamischen Wechselwirkung in der Bewegung der Knäuelsegmente, in welchem der Unterschied zwischen den beiden Theorien besteht, erscheint als von der Größe des Molekulargewichts abhängig.

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Summary The storage and loss moduliG andG of dilute (2–4%) solutions of three polyisobutylenes of molecular weight 0.63, 1.29, and 11×10⁵ were determined in the apparatus ofBirnboim andFerry over a frequency range of 0.4 to 400 cps, and a temperature range of –17.0 to 25.0°. The sharply fractionated polymers of low molecular weight showed a frequency dependence in excellent agreement with the theory ofZimm. The experimentally determined molecular weights and terminal relaxation times were of the expected order of magnitude. The frequency dependence of the polymer of highest molecular weight, however, conformed more closely to the theory ofRouse. The influence of the hydrodynamic interaction on the motion of the coil segments, which constitutes the difference in the two theories, appears to depend on the magnitude of the molecular weight.

     

A CNDO/INDO crystal orbital model for transition metal polymers of the 3d series—basis equations

The crystal orbital formalism in the tight-binding approximation is combined with a recently developed CNDO/INDO model for transition metal species of the 3d series in order to allow band structure calculations on the Hartree-Fock (HF) SCF level for one-dimensional (1D) chains with organometallic unit cells. The band structure approach based on the CNDO and INDO approximation can be used for any atom combination up to bromine under the inclusion of the 3d series. The matrix elements for the tight-binding Hamiltonian are derived for an improved CNDO and INDO framework. The total energy of the 1D chain is partitioned into one-center contributions and into two-center increments of the intracell and intercell type. Semiempirical band structure calculations on simple model systems are compared with available ab initio data of high quality.