Síntese de nanomagnetos moleculares contendo ligantes de terminação e oxamatos

• Main Author: Wdeson Pereira Barros
• Other Authors: Humberto Osorio Stumpf
• Format: Others
• Language: Portuguese
• Published: Universidade Federal de Minas Gerais 2009
• Online Access: http://hdl.handle.net/1843/SFSA-9TMQ46

=== In this work, were described some procedures to obtain systems of molecular nanomagnets with controlled dimensionality through a previously designed approach. Compounds such as Cu(opba)]2- and trinuclear [Cu{Cu(opba-dN)}2]2- were used to form the central blocks, with opba standing for o-phenylenebis(oxamato). To control the overall structure dimension, compounds containing the end-cap ligand TPA [tris(2-pyridylmethyl)amine] coordinated to metal ions Fe(III), Co(II) or Mn(II) were used. The reactions with these compounds yielded four types of powder, P1, P2, P3 and P4. The physical and chemical analysis allowed to propose the composition of P1 as the trinuclear compound [{Fe(TPA)}2Cu(opba)]Cl4, as well [Fe2(-O)2(TPA)2]Cl2 and Fe2O3 with the molar ratio 1:2/5:1/5. The experimental and calculated values of MT and MS obtained from the applied field or the temperature versus the magnetization curves were compared. These curves revealed the possibility that the Fe3+ ion has an intermediate state between low and high spin, which S = 3/2 to Fe3+ ion at room temperature with spin conversion to S = 1/2 towards the sample cooling. The MT x T curve shows that the sample presents an antiferromagnetic intermolecular interaction below 14 K. The other powder compositions were estimated by the physical and chemical analysis to allow the proposed chemical formula. Therefore the formula corresponding to P2 and P3 are [{Co(TPA)}2{Cu(opba)}2CoCl2]·3H2O and [{Mn(TPA)}2{Cu(opba)}2MnCl2]·3H2O respectively, and that corresponding to P4 is [{Co(TPA)}2Cu{Cu(opba-dN)}2] and [CoCu(opba-dN)]n. This work also describes the study of the magnetic properties of the ferrihydrite obtained from the reaction between molecular nanomagnets precursors. Mössbauer and magnetization data show a narrow distribution of particle size with a mean diameter of 5,0 nm. ===  Neste trabalho foram descritos procedimentos planejados para a obtenção de nanomagnetos moleculares com controle do tamanho das espécies. Foram utilizados, para a formação dos blocos centrais, os compostos [Cu(opba)]2- e o trinuclear [Cu{Cu(opba-dN)}2]2-, com opba referindo-se a o-fenilenobis(oxamato). Para o controle do crescimento das moléculas foram utilizados compostos contendo o ligante de terminação TPA coordenado aos íons metálicos Fe(III), Co(II) ou Mn(II). Das reações utilizando estes compostos foi possível então a obtenção de quatro sólidos, P1, P2, P3 e P4. As análises físico-químicas levaram à proposição de que a composição de P1 seja do composto trinuclear [{Fe(TPA)}2Cu(opba)]Cl4, de [Fe2(µ-O)2(TPA)2]Cl2 e aFe2O3 na proporção de 1:2/5:1/5 em mol. Os valores de MT e de MS obtidos experimentalmente a partir de medidas de magnetização em função do campo ou da temperatura, foram comparados com os valores calculados. Essa comparação mostra a possibilidade de que os íons de Fe3+ estejam num estado intermediário entre spin baixo e spin alto, no qual S = 3/2 para os íons Fe3+ na temperatura do ambiente com conversão de spin para S = 1/2 à medida que a amostra é resfriada. A curva de ?MT x T mostra que o composto apresenta interações intermoleculares antiferromagnéticas abaixo de 14 K. Para os outros sólidos obtidos, as análises levaram à proposições preliminares de fórmulas químicas. Os dados permitiram propor que P2 seja constituído de [{Co(TPA)}2{Cu(opba)}2CoCl2]·3H2O, P3 de [{Mn(TPA)}2{Cu(opba)}2MnCl2]·3H2O e P4 de [{Co(TPA)}2Cu{Cu(opba-dN)}2] e [CoCu(opba-dN)]n. Este trabalho descreve ainda o estudo das propriedades magnéticas de ferridrita obtida a partir da reação entre precursores de nanomagnetos moleculares. Os dados mostraram que as partículas apresentam uma estreita distribuição de tamanho, com um diâmetro médio igual a 5 nm.