38 research outputs found

    The resolution of the weak-exchange limit made rigorous, simple and general in binuclear complexes

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    The correct interpretation of magnetic properties in the weak-exchange regime has remained a challenging task for several decades. In this regime, the effective exchange interaction between local spins is quite weak, of the same order of magnitude or smaller than the various anisotropic terms, which \textit{in fine} generates a complex set of levels characterized by spin intercalation if not significant spin mixing. Although the model multispin Hamiltonian, \hms{} = \js{} + \da{} +\db{} + \dab{}, is considered good enough to map the experimental energies at zero field and in the strong-exchange limit, theoretical works pointed out limitations of this simple model. This work revives the use of \hms{} from a new theoretical perspective, detailing point-by-point a strategy to correctly map the computational energies and wave functions onto \hms{}, thus validating it regardless of the exchange regime. We will distinguish two cases, based on experimentally characterized dicobalt(II) complexes from the literature. If centrosymmetry imposes alignment of the various rank-2 tensors constitutive of \hms{} in the first case, the absence of any symmetry element prevents such alignment in the second case. In such a context, the strategy provided herein becomes a powerful tool to rationalize the experimental magnetic data, since it is capable of fully and rigorously extracting the multispin model without any assumption on the orientation of its constitutive tensors. Finally, previous theoretical data related to a known dinickel(II) complex is reinterpreted, clarifying initial wanderings regarding the weak-exchange limit

    The OpenMolcas Web: A Community-Driven Approach to Advancing Computational Chemistry

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    The developments of the open-source OpenMolcas chemistry software environment since spring 2020 are described, with a focus on novel functionalities accessible in the stable branch of the package or via interfaces with other packages. These developments span a wide range of topics in computational chemistry and are presented in thematic sections: electronic structure theory, electronic spectroscopy simulations, analytic gradients and molecular structure optimizations, ab initio molecular dynamics, and other new features. This report offers an overview of the chemical phenomena and processes OpenMolcas can address, while showing that OpenMolcas is an attractive platform for state-of-the-art atomistic computer simulations

    GĂ©omĂ©tries, structures Ă©lectroniques et propriĂ©tĂ©s physico-chimiques d’espĂšces de l’astate : une application de la mĂ©canique quantique relativiste

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    Les tentatives menĂ©es pour dĂ©truire des cellules cancĂ©reuses avec les agents radiothĂ©rapeutiques Ă  base de 211 At qui ont Ă©tĂ© synthĂ©tisĂ©s jusqu’à prĂ©sent ne sont pas encore pleinement satisfaisantes car elles sont entachĂ©es par une deastatination in vivo. Étant donnĂ© que ce problĂšme est liĂ© aux connaissances actuelles qui sont limitĂ©es concernant la chimie de base de l’astate et de ses espĂšces, des recherches fondamentales combinant des expĂ©riences Ă  l’échelle des ultra-traces et des Ă©tudes thĂ©oriques ont Ă©tĂ© lancĂ©es. Dans cette thĂšse, une Ă©tude thĂ©orique de plusieurs espĂšces de l’astate est rĂ©alisĂ©e au moyen de mĂ©thodes relativistes basĂ©es sur la thĂ©orie de la fonctionnelle de la densitĂ© ou des mĂ©thodes Ă  basĂ©es sur la fonction d’onde. Tout d'abord, les mĂ©thodes qui peuvent ĂȘtre utilisĂ©es pour faire des prĂ©dictions pertinentes sont Ă©tablies. A l’aide de ces approches, nous rationaliserons les structures Ă©lectroniques, gĂ©omĂ©tries et propriĂ©tĂ©s physicochimiques des diffĂ©rents systĂšmes d'intĂ©rĂȘt thĂ©orique ou expĂ©rimental, en particulier les espĂšces AtF3 et AtO+. Finalement, nous identifierons formellement une nouvelle espĂšce de l’astate Ă  l’aide de rĂ©sultats expĂ©rimentaux et de calculs, ce qui non seulement complĂšte le diagramme de Pourbaix de l’astate en milieu aqueux non complexant, mais aussi donne des informations cruciales pour identifier des conditions expĂ©rimentales pour rendre le plus « rĂ©actif » possible le prĂ©curseur At−, qui est de nos jours impliquĂ© dans la synthĂšse d’agents radiothĂ©rapeutiques innovants.Trials to destroy cancer cells with currently synthesized 211 At-based radiotherapeutic agents are not yet fully satisfactorily since they resume to in vivo deastatination. Since this issue is related to the limited knowledge of the basic chemistry of At and its species, fundamental researches combining ultra-trace experiments and computational studies have been initiated. In this thesis, a computational study of several At species is performed, by means of relativistic density functional theory and wave-function-based calculations. First, the quantum mechanical approaches that can safely be used to make adequate predictions are established. Using these approaches, we attempt to rationalize the electronic structures, geometries, and physico-chemical properties of various systems of theoretical and/or experimental interest, in particular the AtF3 and AtO+ ones. By the end, we firmly identify a new At species by combining outcomes of experiments and calculations. This new species not only completes the Pourbaix diagram of At in aqueous and non-complexing media, but also gives clues of identifying experimental conditions to make best reactive the At– precursor, which is currently involved in the synthesis of promising radiotherapeutic agents

    Géométries, structures électroniques et propriétés physico-chimiques d’espèces de l’astate : une application de la mécanique quantique relativiste

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    Trials to destroy cancer cells with currently synthesized 211At-based radiotherapeutic agents are not yet fully satisfactorily since they resume to in vivo deastatination. Since this issue is related to the limited knowledge of the basic chemistry of At and its species, fundamental researches combining ultra-trace experiments and computational studies have been initiated. In this thesis, a computational study of several At species is performed, by means of relativistic density functional theory and wave-function-based calculations. First, the quantum mechanical approaches that can safely be used to make adequate predictions are established. Using these approaches, we attempt to rationalize the electronic structures, geometries, and physico-chemical properties of various systems of theoretical and/or experimental interest, in particular the AtF3 and AtO+ ones. By the end, we firmly identify a new At species by combining outcomes of experiments and calculations. This new species not only completes the Pourbaix diagram of At in aqueous and non-complexing media, but also gives clues of identifying experimental conditions to make best reactive the At– precursor, which is currently involved in the synthesis of promising radiotherapeutic agents.Les tentatives menées pour détruire des cellules cancéreuses avec les agents radiothérapeutiques à base de 211At qui ont été synthétisés jusqu’à présent ne sont pas encore pleinement satisfaisantes car elles sont entachées par une deastatination in vivo. Étant donné que ce problème est lié aux connaissances actuelles qui sont limitées concernant la chimie de base de l’astate et de ses espèces, des recherches fondamentales combinant des expériences à l’échelle des ultra-traces et des études théoriques ont été lancées. Dans cette thèse, une étude théorique de plusieurs espèces de l’astate est réalisée au moyen de méthodes relativistes basées sur la théorie de la fonctionnelle de la densité ou des méthodes à basées sur la fonction d’onde. Tout d'abord, les méthodes qui peuvent être utilisées pour faire des prédictions pertinentes sont établies. A l’aide de ces approches, nous rationaliserons les structures électroniques, géométries et propriétés physico-chimiques des différents systèmes d'intérêt théorique ou expérimental, en particulier les espèces AtF3 et AtO+. Finalement, nous identifierons formellement une nouvelle espèce de l’astate à l’aide de résultats expérimentaux et de calculs, ce qui non seulement complète le diagramme de Pourbaix de l’astate en milieu aqueux non complexant, mais aussi donne des informations cruciales pour identifier des conditions expérimentales pour rendre le plus « réactif » possible le précurseur At−, qui est de nos jours impliqué dans la synthèse d’agents radiothérapeutiques innovants
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