Dentro de la disciplina conocida como Magnetismo Molecular, y a raíz del descubrimiento del compuesto conocido como Mn12 en 1993, ha surgido un gran interés por las moléculas que presentan una lenta relajación de la magnetización por debajo de una temperatura de bloqueo. A estas moléculas se les conoce como Imanes Unimoleculares (Single Molecule Magnets, SMMs). En la última década, la utilización de compuestos con un único centro metálico paramagnético (Single Ion Magnets, SIMs) se ha postulado como una de las nuevas estrategias utilizadas para la obtención de compuestos que presentan lenta relajación de la magnetización con barreras efectivas más elevadas. Además, desde un punto de vista experimental y teórico, los SIMs constituyen el modelo más simple para el estudio y comprensión de los fenómenos de lenta relajación de la magnetización y túnel cuántico. Debido a todas estas razones, en esta Tesis Doctoral hemos focalizado nuestro interés en el estudio y la comprensión de, principalmente, compuestos mononucleares de MnIII que presentan un comportamiento de molécula imán, aprovechando la inherente anisotropía magnética del ion MnIII de espín alto (S = 2) y reforzándola con la utilización de ligandos que conduzcan a simetrías distorsionadas. Así pues, estas geometrías podrán conducirnos a compuestos con grandes valores de la anisotropía magnética axial. Los resultados obtenidos en este trabajo se han agrupado en cinco capítulos: (i) Un primer capítulo que se centra en el estudio magneto-estructural de compuestos mononucleares de MnIII penta- y hexacoordinados. Estos compuestos nos permitirán analizar cómo afectan los cambios electrónicos y estructurales a los parámetros que determinan la anisotropía magnética e, indirectamente, al comportamiento de molécula imán. (ii) Un segundo capítulo que se centra en el análisis de compuestos de MnIII octaédricos, donde la anisotropía magnética axial del ion metálico se ve modificada por el ligando axial. De ese modo completamos el estudio magneto-estructural desarrollado en el primer capítulo. (iii) Un tercer capítulo donde se desarrolla una nueva estrategia para el diseño de matrices organizadas de SIMs con estructura 1D. Los ligandos puente utilizados, de diferente longitud, conectan entre sí los SIMs de MnIII permitiendo estudiar el efecto de la separación de los iones centros metálicos sobre el comportamiento SIM. (iv) Un cuarto capítulo en el que, utilizando los conocimientos obtenidos en el estudio de los complejos mononucleares, se han diseñado y estudiado redes 3D de MnIII con iones lantánidos. Estos iones metálicos se encuentran unidos en una misma entidad mediante un ligando puente de tipo carboxilato, manifestando su comportamiento de molécula imán. (v) Un quinto y último capítulo en el cual se ha preparado y caracterizado un compuesto con estructura tridimesional a partir de un proceso post-sintético. Éste compuesto es un SIM-MOF 3D donde el comportamiento del SIM insertado en los poros del MOF magnético se ve afectado por la presencia de dicho MOF.

In the discipline known as Molecular Magnetism, and following the disclosure of Mn12 in 1993, has awakened a great interest in molecules that shows slow relaxation effects of the magnetization below a blocking temperature (TB). These molecules are known as Single Molecule Magnets (SMMs). During the last decade, mononuclear complexes with a single slow-relaxing metal centre, the so-called Single Ion Magnets (SIMs), has been used as a new strategy to obtain metal complexes with larger energy barriers. These compounds have emerged as the simplest model systems for fundamental research on magnetic relaxation dynamics and tunnelling effects from both the experimental and theoretical points of view. For all these reasons, in this Thesis, we have focused on the study and comprehension of MnIII complexes that show slow magnetic relaxation behaviour, making the most of the inherent anisotropy of the high-spin MnIII ion (S = 2). In addition, the MnIII complexes have been designed with ligands that impose a distorted symmetry. Hence, these geometries can lead us to metal complexes with large axial-magnetic anisotropy values. The results obtained in this work has been arranged in five chapters: (i) The first chapter focus on the study of mononuclear MnIII complexes with an octahedral symmetry. These compounds allow us to analyse how the electronic and structural changes affect the magnetic anisotropy parameters and, indirectly, the slow magnetic relaxation effects. (ii) The second chapter deals with the analysis of octahedral MnIII complexes with different axial ligands. In this way, the magneto-structural study developed in the first chapter has been concluded. (iii) The third chapter expands a new strategy for the design of organized arrays of SIMs. Different bridging ligands connect MnIII SIMs allowing study the effect of the separation of ions metal centers on the SIM behavior. (iv) In the fourth chapter, we have used the acquired knowledge of mononuclear compounds of chapter II to design isostructural 3D arrays containing MnIII and lanthanide ions. These metallic ions are in the same entity and they are connected by a linker type carboxylate, showing slow magnetic relaxation behaviour. (v) The fifth and last chapter shows the characterization and synthesis of a SIM-MOF by a post-synthetic method. The chemical nature of the hosted molecules in its pores modulates the SIM behaviour.