Mixed Valency Systems: Applications in Chemistry, Physics and Biology

ظرفیت مخلوط یکی از نام‌های مختلفی است که برای توصیف ترکیباتی استفاده می‌شود که حاوی یون‌های یک عنصر در دو حالت رسمی مختلف اکسیداسیون هستند. وجود سیستم‌های ظرفیتی مختلط به تاریخ تکاملی زمین‌شناسی زمین و سایر سیارات برمی‌گردد، در حالی که انبوهی از کانی‌های ظرفیتی مخلوط از دوران باستان توجه را به خود جلب کرده‌اند. در واقع، کنترل حالت‌های اکسیداسیون آهن در اکسیدهای آن (FeO, Fe304' Fe203) در نقاشی گلدان توسط یونانیان باستان برای تولید سرامیک‌های سیاه و قرمز مشخصه آتیک استفاده می‌شد (Z. Goffer، \"شیمی باستان‌شناسی\"، وایلی، نیویورک، 1980). با این حال، تنها 25 سال پیش بود که تقریباً به طور همزمان دو بررسی از ظرفیت مختلط در ادبیات ظاهر شد، که نشان دهنده اولین تلاش برای در نظر گرفتن سیستم‌های ظرفیت مختلط به عنوان یک کلاس جداگانه از ترکیبات بود که خواص آنها می‌تواند با ساختار مولکولی و الکترونیکی مرتبط باشد. اعضای آنها سپس پدیده‌های ظرفیت مختلط توجه طبقات متفاوتی از دانشمندان را به خود جلب کرد، از شیمی‌دانان مصنوعی گرفته تا فیزیکدانان حالت جامد و از زیست‌شناسان تا زمین‌شناسان. این فعالیت با نشست ASI ناتو در آکسفورد در سال 1979 به اوج خود رسید. دهه 1980 دوباره شاهد افزایش مداوم علاقه به ظرفیت های مختلط بود. وجود آن یک عامل ضروری در جستجوی مواد بسیار رسانا از جمله فلزات مولکولی و ابررساناها است. اکسیدهای ابررسانا سرامیکی بسیار معروف Tc بالا در واقع ترکیبات ظرفیتی مخلوط هستند.

Mixed valency is one of various names used to describe compounds which contain ions of the same element in two different formal states of oxidation. The existence of mixed valency systems goes far back into the geological evolutionary history of the earth and other planets, while a plethora of mixed valency minerals has attracted attention since antiquity. Indeed, control of the oxidation states of Fe in its oxides (FeO, Fe304' Fe203) was elegantly used in vase painting by the ancient Greeks to produce the characteristic black and red Attic ceramics (Z. Goffer, "Archaeological Chemistry", Wiley, New York, 1980). It was, however, only 25 years ago that two reviews of mixed valency appeared in the literature almost simultaneously, signalling the first attempt to treat mixed valency systems as a separate class of compounds whose properties can be correlated with the molecular and the electronic structure of their members. Then mixed valency phenomena attracted the interest of disparate classes of scientists, ranging from synthetic chemists to solid state physicists and from biologists to geologists. This activity culminated with the NATO ASI meeting in Oxford in 1979. The 1980's saw again a continuing upsurge of interest in mixed valency. Its presence is a necessary factor in the search for highly conducting materials, including molecular metals and superconductors. The highly celebrated high T c ceramic superconducting oxides are indeed mixed valency compounds.