Propiedades físicas de materiales híbridos organo-inorgánicos basados en redes de fosfato funcionalizados con complejos de metales de la primera serie de transición

Abstract

En este trabajo de tesis se presenta la síntesis, estudio estructural y magnético de materiales basados en redes inorgánicas de fosfato de oxovanadio: (VVPO), (VIVPO), (VIIIPO) y oxovanadio (VVO), funcionalizadas con metales de la primera serie de transición: CuII (3d9), FeIII (3d5) y MnII (3d5). El método de síntesis hidrotermal permitió aislar ocho materiales, los cuales exhiben diferente dimensión estructural: [{Mn(fen)2}(VO3)2]n (1) (1D), [{Mn(bipy)(VO3)2}{VO2(bipy)}(VO3)(V2O6)]n (2) (1D), [V4O10(fen)2]n (3) (1D), (materiales VO), [Cu(bipy)(VO2)(PO4)]n (4) (1D), [Cu(fen)(VO2)(H2PO4)(HPO4)]n (5a) (1D), [{Cu(fen)}2(VO)3(PO4)2(HPO4)2] 2H2O (5b) (2D), [{Cu(fen)}2(VO4)(H2PO4)2(PO4)(H2O)2]n (6) (1D), K3[Fe3.26V0.74(OH)O(PO4)4(H2O)2] 2H2O (7) (3D) y [(VO)3(μ PO4)2(bipy)(μ OH2)] 1/3 H2O (8) (1D), (materiales VPO). El estudio de las propiedades magnéticas de los materiales híbridos (1), (2), (4), (5b), (6) y (8) se realizó en base a las mediciones de magnetización en función de la temperatura. Los ajustes de los datos de susceptibilidad magnética experimentales, utilizando modelos analíticos y método de diagonalización matricial, permitieron obtener las constantes de acoplamiento magnético, J, para cada sistema. Para los compuestos (1) y (2) se observa un comportamiento antiferromagnético débil (J <1 cm-1), el cual se debe principalmente al número de átomos puente entre los centros paramagnéticos de MnII. Los compuestos (4) y (6) también presentan comportamiento antiferromagnético débil. Para (4) la constante de acoplamiento indica una interacción magnética más intensa que para el caso de (6), favorecida por factores geométricos, específicamente, por la disposición Cuec-Cuec. Para los sistemas (5b) y (8) las constantes J también reflejan la naturaleza antiferromagnética presente en ambos casos, siendo este fenómeno debido a la presencia de dos especies paramagnéticas, CuII y VIV. En (5b), los valores de J más negativos indican que los caminos más favorecidos para el acoplamiento magnético se producen entre centros de igual naturaleza (Cu-Cu y V-V). En (8) el valor de J >100 cm-1 también indica que la intensidad del acoplamiento magnético entre la dupla Vec-Vec está favorecido por la simetría orbital. En resumen, se logró relacionar factores geométricos con los fenómenos magnéticos cooperativos observados.