[en] 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 CoII complexes that show slow magnetic relaxation behaviour, making the most of the inherent anisotropy of the high-spin CoII ion (S = 3/2). In addition, the CoII complexes have been designed with ligands that impose a high-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 CoII 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 CoII complexes with a lower coordination index, where there is a lesser effect of the ligand field. These geometrical parameters can be decisive in the axial-magnetic anisotropy. In this way, the magneto-structural study developed in the first chapter is concluded. (iii) The third chapter expands a new strategy to synthesise materials that are able to act as chemical sensors or magnetic switches. To achieve this, we have used a couple of mononuclear complexes that modulate their coordination sphere by a reversible hydration/dehydration process, being only one of them capable of showing slow magnetic relaxation behaviour when the coordination environment is modulated. (iv) In the fourth chapter, we have used the acquired knowledge of mononuclear compounds of chapter II to design polynuclear systems: dinuclear compounds with CoII weakly electronically connected by carboxylate ligands. The choice of the selected bridge, i.e. carboxylate-based ligand, exploit the possibility of keeping their SIM behaviour and being able to behave as a 2-qubits QG. (v) The fifth and last chapter shows a new family of compounds that combines together two properties; the high porosity and the SIM behaviour, leading to a new SIM-MOFs family where the chemical nature of the hosted molecules in its pores modulates the SIM behaviour.

[es] Dentro de la disciplina conocida como Magnetismo Molecular, y a raíz del descubrimiento del 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 CoII que presentan un comportamiento de molécula imán, aprovechando la inherente anisotropía magnética del ion CoII de espín alto (S = 3/2) y reforzándola con la utilización de ligandos que conduzcan a simetrías altamente 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 CoII en una simetría octaédrica. 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 CoII con un índice de coordinación más bajo, donde el efecto del campo de los ligandos es menor y puede ser determinante en la modulación de la anisotropía magnética axial. De ese modo completamos el estudio magneto-estructural desarrollado en el primer capítulo. (iii) Un tercer capítulo donde se desarrolla una nueva estrategia de síntesis de materiales que pueden actuar como sensores químicos o "interruptores" magnéticos. En este capítulo se presenta una pareja de complejos de coordinación de CoII capaces de exhibir y modificar los efectos de lenta relajación de la magnetización al modularse su entorno de coordinación. (iv) Un cuarto capítulo en el que, utilizando los conocimientos obtenidos en el estudio de los complejos mononucleares, se han diseñado y estudiado compuestos dinucleares de CoII débilmente conectados electrónicamente. Estos compuestos se encuentran unidos mediante un ligando puente de tipo carboxilato, manteniendo su comportamiento de SIM, y pudiendo comportarse como 2-qubits QG. (v) Un quinto y último capítulo en el que se ha preparado y caracterizado una nueva familia de compuestos en la que se han conjugado dos propiedades; la alta porosidad y el comportamiento de SIM, dando lugar a una nueva familia de SIM-MOFs donde el comportamiento de SIM está modulado por la naturaleza del huésped alojado en sus poros.