Pytanie:
Co to jest wymiana antysymetryczna? Co to jest szczep J? Skąd to pochodzi?
Richard Terrett
2012-06-04 15:14:13 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Czytam artykuł 1 Sanakisa, i wsp. , który charakteryzuje sprzężenie magnetyczne w klastrach $ \ ce {Fe3S4} $ obecnych w bakteryjnej ferredoksynie II oraz akonitaza serca wołowego powstająca w wyniku zjawiska zwanego „wymianą antysymetryczną”. Wygląda na to, że może to być wynikiem pozornej frustracji magnetycznej systemu (trzy jony $ \ ce {Fe ^ {3 +}} o wysokim spinie, wszystkie w zasadniczo identycznych środowiskach, wszystkie sprzężone antyferromagnetycznie względem sąsiadów) . Artykuł mówi, że klastry mają stan podstawowy S = 1/2, co jest niezgodne z modelem złamanej symetrii.

Artykuł Wikipedii na temat wymiany antysymetrycznej (wszystkie cztery zdania tego) nie jest szczególnie budujące. Mam nadzieję, że ekspert może wyjaśnić, czym jest wymiana antysymetryczna i co ją powoduje, czego wcześniej nie słyszałem. W artykule odnotowano również, że sytuacja wymiany w klastrze daje początek trzem nieco różnym wartościom $ J_ {ij} $ (ponownie, pomimo symetrii jonów) i określa to jako „ J-odkształcenie ”. To sprawia, że ​​wątpię, czy na przykład „antysymetryczny” jest używany jako synonim „antyferromagnetyczny”.

[Edytuj]

Oto przykład ogólnej łączności tego rodzaju klastra $ \ ce {Fe3S4} $ (na podstawie D. Gigas FdII (wpis PDB 1F2G)). Klaster składa się z hemikubanu. $ \ ce {S_ {Cys}} $ oznacza siarkę cysteinylową.

Fe3S4 cluster


(1) Sanakis, Y .; Macedo, A.L .; Moura, I .; Moura, J.J.G .; Papaefthymiou, V .; Münck, E .; Dowody na antysymetryczną wymianę w prostopadłościennych $ \ ce {[3Fe-4S] ^ +} $ klastrach ; J. Am. Chem. Soc .; 2000 , 122, str. 11855-11863

Dwa odpowiedzi:
rch
2014-03-25 08:44:28 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Być może OP skontaktował się już z autorami tego artykułu, ale to było interesujące. Nie jestem ekspertem, ale potrafię Google, a to było za długie na komentarz.

Wymiana antysymetryczna: Na początku myślałem, że to po prostu interakcja wymiany gdzie znak funkcji falowej jest zmieniany podczas wymiany, nie sądzę, że to takie proste.

Wymiana antysymetryczna jest również znana jako interakcja DM (dla Dzyaloshinskii Moriya). Nie wiem dokładnie, co to jest, oto oryginalny cytat z papieru - jednak nie mogę go nigdzie znaleźć.

I.E. Dzyaloshinskii, Termodynamiczna teoria słabego ferromagnetyzmu w substancjach antyferromagnetycznych, Sov. Fiz. JETP 5 (6), 1259-1272 (1957)

Definicja

Pokaz slajdów, który zawiera więcej informacji (slajdy 16-23)

J-Strain: Czytając to, „J-szczep” nie jest jedynym „szczepem”, o którym mowa w tym artykule. Wewnątrz znajduje się również odniesienie do „G-Strain”, które zawiera bardziej objaśniający artykuł w Wikipedii.

Może więc można bezpiecznie powiedzieć, podobnie jak G-Strain, J-szczep jest rozszerzeniem „stałych sprzężenia rozproszonego wymiany” (zwanych również wartościami J). Wywnioskowano z linii w artykule: „Oba białka wykazują rozproszone wartości J (szczep J)”.

Co szczep J miał wspólnego z eksperymentem? " ... Zaobserwowany szczep J, który przypuszczalnie reprezentuje rozkład konformacji białek „zablokowanych” po zamrożeniu próbek. ”

Skąd się bierze poszerzenie wartości J (stałe sprzężenia wymiennego), czyli odkształcenie J? Najwyraźniej jest to coś zwanego sprzężeniem J, które wydaje się istotne . Sprzężenie J jest również znane jako pośrednie sprzęganie dipol-dipol i dostarcza informacji o wzajemnych połączeniach cząsteczek. Sprzężenie J wiąże jądra z lokalnymi elektronami (wszystko to pochodzi z artykułu o sprzęganiu J). Poszerzenie linii może wynikać z oddziaływań anizotropowych, które wpływają na poziomy energii spinu jądrowego. Rzeczywiście, artykuł mówi, że nie można wykluczyć anizotropii. Alternatywne źródło? Niejednorodne regiony w próbce, które mogą powrócić do zamrożonych / zablokowanych konformacji.

Nadal uważam, że byłoby wspaniale, gdyby ktoś prowadzący badania fizyczne w tej dziedzinie mógł wyjaśnić trochę więcej.

Kolejna strona o sprzężeniu J (U. Wisc)

Oczywiście powinienem zacytować oryginalny artykuł „Evidence for Antisymmetric Exchange in Cuboidal [3Fe − 4S] + Klastry ”. Podlinkowany, o którym mowa.

Greg
2014-04-15 22:30:44 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Chodzi o hamiltonian spinowy układu i bardziej przypomina nazwanie obserwacji empirycznej, a następnie podanie rzeczywistego fizycznego wyjaśnienia.

Zatem w najprostszych (regularnych) układach spinowych hamiltonian z H = JS1S2 gdzie J jest skalarem, całkiem dobrze radzi sobie z zachowaniem os spin. Należy zauważyć, że w tym przypadku nie ma preferencji orientacji dla spinu sprzężonego w porównaniu z jakąkolwiek osią wewnętrzną, np. orientacja liganda lub podobna, mówi tylko, czy S = S1 + S2 lub S = S1-S2 jest bardziej stabilne (tj. materiał ferro lub antyferromagnetyczny). Czasami istnieje preferencja orientacji S1, S2 .. w porównaniu z lokalną osią molekularną, np. S1 woli wyrównać z lokalną osią z. Możesz to zamodelować za pomocą podziału na pola zerowe, tzn. Masz dodatkowo hamiltonian typu DS1 ^ 2 .. Teraz wymiana asymetryczna jest wkładem, gdy interakcja wymiany ma preferencje kierunkowe, tj. JS1S2 ze skalarem J nie wystarczy, ponieważ byłby w pełni anizotropowy. Podczas gdy w twoim systemie występuje frustracja magnetyczna, przyczyną asymetrycznej wymiany są efekty relatywistyczne podobne do podziału pola zerowego. Istnieją stany wzbudzone o niskiej energii, które mieszają się ze stanem podstawowym z powodu silnego sprzężenia spin-orbita. Ponieważ żelazo (III) nie ma takich stanów, przypuszczam, że pochodzi z dodatkowego elektronu żelaza (II). Ale to tylko niewykształcone przypuszczenie. Myślę, że nie ma to nic wspólnego z odkształceniem spinowym (które istnieje również przy prostym sprzężeniu JSS), po prostu odkształcenie ułatwia obserwację.

Zauważ, że model spin-hamiltonian jest tylko empiryczna parametryzacja zachowania spinu (np. opis EPR lub polowych widm Mossbauera). Szczerze mówiąc, bardzo rzadko można zobaczyć, jak ktoś wyciąga z niego jakiekolwiek informacje fizyczne / chemiczne. Przeczytałbym więcej późniejszych prac grupy Munck / Bominaar, ponieważ często za swoimi pomiarami umieszczali jakiś model teoretyczny (DFT i pole ligandów).



To pytanie i odpowiedź zostało automatycznie przetłumaczone z języka angielskiego.Oryginalna treść jest dostępna na stackexchange, za co dziękujemy za licencję cc by-sa 3.0, w ramach której jest rozpowszechniana.
Loading...