Um modelo molecular para o magnetismo em ferro, cobalto e níquel

Abstract

O momento angular orbital e o momento angular de spin garantem o magnetismo da matéria. Ao tratarmos, especificamente, do magnetismo no ferro, cobalto e níquel ficamos admirados pela complexidade que esses metais de transição apresentam em suas distribuições eletrônicas referentes aos seus níveis de valência. A literatura registra que muitas distribuições eletrônicas já foram sugeridas para tais metais baseadas na questão se os elétrons 3d, chamados de elétrons magnéticos, são itinerantes ou localizados. Hoje sabemos que tanto um modelo como o outro, à medida que o tempo foi passando, terminou absorvendo características essenciais de cada um deles. No presente trabalho, onde propomos um modelo molecular para o magnetismo em Fe, Co, Ni, realizamos cálculo ab-initio de orbitais moleculares usando o funcional de densidade B3LYP e a base 6-311G (d,p). Esses cálculos computacionais referem-se aos estados de spin tripleto, quinteto e septeto do Fe2, Co2 e Ni2. Não nos propusemos estudar a molécula isolada Fe2, Co2 e Ni2, e sim um modelo para o cristal onde o quinteto representa muito bem o estado magnético dos metais estudados. Analisamos para cada sistema a configuração eletrônica, a energia total, a largura da banda d, a profundidade da banda s, o desdobramento de spin e energias HOMO (nível de Fermi). Salientamos o fato de que para Stoner, o ferromagnetismo está condicionado à presença de fortes estados antiligantes no nível de Fermi (EF) e isso foi constatado em nossa pesquisa. Verificamos que o modelo molecular aqui explorado nos conduz a um bom entendimento do magnetismo 3d