Jahn–Teller effects in solid-state co-ordination chemistry

Abstract

Jahn–Teller-active systems continue to yield unforeseen effects in the solid state. The use of conceptually simple potential energy surfaces, an approach developed by several investigators in recent decades, facilitates the understanding of diverse phenomena driven by Jahn–Teller activity. The background of this approach and its recent use in understanding dynamic Jahn–Teller systems, solid solutions of Jahn–Teller compounds in host lattices, and molecular shape switching in Jahn–Teller complexes are presented.

References

1. R. Englman, B. Halperin and M. Weger, Physica C, 1990, 169, 314.
2. Yu. B. Gaididei and V. M. Loktev, Phys. Status Solidi, 1988, 147, 307.
3. W. Weber, A. L. Shelankov and X. Zotos, Physica C, 1989, 162–164, 307.
4. D. V. Fil, O. I. Tokar, A. L. Shelankov and W. Weber, Phys. Rev. B, 1992, 45, 5633.
5. S. Jin, T. H. Tiefel, M. McCormack, R. A. Fastnacht, R. Ramesh and L. H. Chen, Science, 1994, 264, 413.
6. A. J. Millis, P. B. Littlewood and B. I. Shraiman, Phys. Rev. Lett., 1995, 74, 5144.
7. A. P. Ramirez, P. Schiffer, S.-W. Cheong, C. H. Chen, W. Bao, T. T. M. Palstra, P. L. Gammel, D. J. Bishop and B. Zegarski, Phys. Rev. Lett., 1996, 76, 3188.
8. H. A. Jahn and E. Teller, Proc. R. Soc. London, Ser. A, 1937, 161, 220.
9. H. A. Jahn, Proc. R. Soc. London, Ser. A, 1938, 164, 117.
10. W. L. Clinton and B. Rice, J. Chem. Phys., 1959, 30, 542.
11. C. J. Simmons, New J. Chem., 1993, 17, 77.
12. B. Hathaway, M. Duggan, A. Murphy, J. Mullane, C. Power, A. Walsh and B. Walsh, Coord. Chem. Rev., 1981, 36, 267.
13. B. Hathaway, Coord. Chem. Rev., 1981, 35, 211.
14. B. J. Hathaway, Struct. Bonding (Berlin), 1984, 57, 56.
15. I. B. Bersuker, Coord. Chem. Rev., 1975, 14, 357.
16. M. A. Hitchman, Comments Inorg. Chem., 1994, 15, 197.
17. I. B. Bersuker, Stroenie i svoistva coordinationich soedinenii. Vuedenie u teoriu(Structure and Properties of Coordination Compounds. Introduction to the Theory), Chimia, Leningrad, 1971; cited in ref. 15.
18. H. C. Longuet-Higgins, Adv. Spectrosc., New York, 1961, 2, 429; cited in ref. 15.
19. J. H. Ammeter, H. B. Bürgi, E. Gamp, V. Meyer-Sandrin and W. P. Jensen, Inorg. Chem., 1979, 18, 733.
20. L. E. Orgel and J. D. Dunitz, Nature (London), 1957, 179, 462.
21. J. D. Dunitz and L. E. Orgel, J. Phys. Chem. Solids, 1957, 3, 20.
22. B. Bleaney and D. J. E. Ingram, Proc. Phys. Soc. London, Ser. A, 1950, 63, 408.
23. A. Abragam and M. H. L. Pryce, Proc. Phys. Soc. London, Ser. A, 1950, 63, 409.
24. B. Bleaney and K. D. Bowers, Proc. Phys. Soc. London, Ser. A, 1952, 65, 667.
25. D. Reinen and M. Atanasov, Magn. Reson. Rev., 1991, 15, 167.
26. M. J. Riley, M. A. Hitchman and D. Reinen, Chem. Phys., 1986, 102, 11.
27. M. J. Riley, M. A. Hitchman and A. Wan Mohammed, J. Chem. Phys., 1987, 87, 3766.
28. M. J. Riley, M. A. Hitchman, D. Reinen and G. Steffen, Inorg. Chem., 1988, 27, 1924.
29. A. C. Blackburn, J. C. Gallucci and R. E. Gerkin, Acta Crystallogr., Sect. C, 1991, 47, 2019.
30. J. D. Dunitz, V. Schomaker and K. N. Trueblood, J. Chem. Phys., 1988, 92, 856; THMA 11, K. N. Trueblood, personal communication.
31. F. A. Cotton, L. R. Falvello, C. A. Murillo and J. F. Quesada, J. Solid State Chem., 1992, 96, 192.
32. D. Mullen, G. Heger and D. Reinen, Solid State Commun., 1975, 17, 1249.
33. C. J. Simmons, B. J. Hathaway, K. Amornjarusiri, B. D. Santarsiero and A. Clearfield, J. Am. Chem. Soc., 1987, 109, 1947.
34. C. J. Simmons, A. Clearfield, W. Fitzgerald, S. Tyagi and B. J. Hathaway, Inorg. Chem., 1983, 22, 2463.
35. C. Simmons, A. Clearfield, W. Fitzgerald, S. Tyagi and B. Hathaway, J. Chem. Soc., Chem. Commun., 1983, 189.
36. C. J. Simmons, A. Clearfield, W. Fitzgerald, S. Tyagi and B. J. Hathaway, Trans. Am. Crystallogr. Assoc., 1984, 20, 155.
37. F. A. Cotton, G. E. Lewis, C. A. Murillo, W. Schwotzer and G. Valle, Inorg. Chem., 1984, 23, 4038.
38. K. J. Ahmed, A. Habib, S. Z. Haider, K. M. A. Malik and M. B. Hursthouse, Inorg. Chim. Acta, 1981, 56, L37; S. Z. Haider, K. M. A. Malik, K. J. Ahmed, H. Hess, H. Riffel and M. B. Hursthouse, Inorg. Chim. Acta, 1983, 72, 21.
39. F. A. Cotton, L. R. Falvello, C. A. Murillo and A. J. Schultz, Eur. J. Solid State Inorg. Chem., 1992, 29, 311.
40. F. A. Cotton, L. R. Falvello, C. A. Murillo and G. Valle, Z. Anorg. Allg. Chem., 1986, 540/541, 67.
41. M. Stebler and H. B. Bürgi, J. Am. Chem. Soc., 1987, 109, 1395.
42. W. E. Broderick, M. R. Pressprich, U. Geiser, R. D. Willett and J. I. Legg, Inorg. Chem., 1986, 25, 3372.
43. J. A. Cooper, B. F. Anderson, P. D. Buckley and L. F. Blackwell, Inorg. Chim. Acta, 1984, 91, 1.
44. F. A. Cotton, L. R. Falvello, E. L. Ohlhausen, C. A. Murillo and J. F. Quesada, Z. Anorg. Allg. Chem., 1991, 598/599, 53.
45. E. N. Maslen, K. J. Watson and F. H. Moore, Acta Crystallogr., Sect. B, 1988, 44, 102; B. N. Figgis, E. S. Kucharski and P. A. Reynolds, Acta Crystallogr., Sect. B, 1990, 46, 577; B. N. Figgis, L. Khor, E. S. Kucharski and P. A. Reynolds, Acta Crystallogr., Sect. B, 1992, 48, 144; B. N. Figgis, C. J. Kepert, E. S. Kucharski and P. A. Reynolds, Acta Crystallogr., Sect. B, 1992, 48, 753; B. N. Figgis, B. B. Iversen, F. K. Larsen and P. A. Reynolds, Acta Crystallogr., Sect. B, 1993, 49, 794.
46. B. B. Iversen, F. K. Larsen, P. A. Reynolds and B. N. Figgis, Acta Chem. Scand., 1994, 48, 800.
47. G. S. Chandler, G. A. Christos, B. N. Figgis and P. A. Reynolds, J. Chem. Soc., Faraday Trans., 1992, 1961.
48. N. W. Alcock, M. Duggan, A. Murray, S. Tyagi, B. J. Hathaway and A. Hewat, J. Chem. Soc., Dalton Trans., 1984, 7.
49. M. A. Araya, F. A. Cotton, L. M. Daniels, L. R. Falvello and C. A. Murillo, Inorg. Chem., 1993, 32, 4853.
50. F. A. Cotton, L. M. Daniels, L. R. Falvello, C. A. Murillo and A. J. Schultz, Inorg. Chem., 1994, 33, 5396.
51. T. Astley, H. Headlam, M. A. Hitchman, F. R. Keene, J. Pilbrow, H. Stratemeier, E. R. T. Tiekink and Y. C. Zhong, J. Chem. Soc., Dalton Trans., 1995, 3809.
52. P. J. Ellis, H. C. Freeman, M. A. Hitchman, D. Reinen and B. Wagner, Inorg. Chem., 1994, 33, 1249.
53. H. Stratemeier, B. Wagner, E. R. Krausz, R. Linder, H.-H. Schmidtke, J. Pebler, W. E. Hatfield, L. ter Haar, D. Reinen and M. A. Hitchman, Inorg. Chem., 1994, 33, 2320.
54. C. Friebel and D. Reinen, Z. Anorg. Allg. Chem., 1974, 407, 193.
55. M. Atanasov, M. A. Hitchman, R. Hoppe, K. S. Murray, B. Moubaraki, D. Reinen and H. Stratemeier, Inorg. Chem., 1993, 32, 3397; K. Finnie, L. Dubicki, E. R. Krausz and M. J. Riley, Inorg. Chem., 1990, 29, 3908; G. Wingefeld and R. Hoppe, Z. Anorg. Allg. Chem., 1984, 516, 223.
56. H. Montgomery and E. Lingafelter, Acta Crystallogr., 1966, 20, 659; G. M. Brown and R. Chidambaram, Acta Crystallogr., Sect. B, 1969, 25, 676.
57. B. J. Hathaway and A. W. Hewat, J. Solid State Chem., 1984, 51, 364.
58. C. J. Simmons, M. A. Hitchman, H. Stratemeier and A. J. Schultz, J. Am. Chem. Soc., 1993, 115, 11 304.
59. A. J. Schultz, M. A. Hitchman, J. D. Jorgensen, S. Lukin, P. G. Radaelli, C. J. Simmons and H. Stratemeier, Inorg. Chem., 1997, 36, 3382.
60. W. Rauw, H. Ahsbahs, M. A. Hitchman, S. Lukin, D. Reinen, A. J. Schultz, C. J. Simmons and H. Stratemeier, Inorg. Chem., 1996, 35, 1902.