Synthesis and magnetic characterization of metal complexes, with emphasis in electronic paramagnetic resonance spectroscopy

Polímeros de coordenação têm despertado enorme interesse devido a sua importância em diversas áreas da Química: Catálise, Materiais, Sensores, Propriedades Magnéticas, Separação e Armazenamento de gases. Os objetivos principais deste trabalho foram obter compostos com potencial aplicação na área de Qbits ou de armazenadores de gases. Para tanto, 6 compostos de coordenação de diferentes metais (vanádio, manganês, cobalto, níquel, zinco e cobre) foram sintetizados com um ligante imínico, na forma de espécies mononucleares. Adicionalmente, 4 outras espécies poliméricas com cobre ou manganês foram obtidas, utilizando diferentes metodologias. Esses complexos foram caracterizados por várias técnicas (UV/Vis, IV, DRX, microscopia de varredura, análises termogravimétricas e medidas de área superficial). Particularmente, espectroscopia EPR e medidas de magnetização e susceptibilidade magnética foram utilizadas, possibilitando a determinação de suas estruturas. O ligante atuou como espécie tridentada na maioria dos complexos mononucleares, à exceção de zinco, onde atuou como bidentado. Nos complexos polinucleares o sítio imínico atuou como espécie bidentada e o carboxilato como monodentado, possibilitando a formação de uma estrutura tridimensional, com a utilização de ligantes secundários (linkers), pirazina ou 4,4-bipiridina. A influência do linker foi verificada, mostrando a importância do tamanho de poro para obtenção de maior área superficial. Os resultados magnéticos indicaram o efeito da carga líquida do material para o aumento da susceptibilidade magnética e consequentemente da magnetização. Dentre os complexos mononucleares, o de cobre apresentou comportamento peculiar magnético, indicando mudanças estruturais a baixas temperaturas, levando a uma magnetização resiliente, sendo um composto promissor na área de Qbits.Coordination polymers have deserved extensive interest due to their importance in many areas of Chemistry: Catalysis, Materials, Sensors, Magnetic properties, Separation and Storage of gases. The main goals in this work were to obtain compounds potentially useful as Qbits or efficient gas storage materials. Therefore, 6 coordination compounds of different metal ions (vanadium, manganese, cobalt, nickel, zinc and copper) were synthesized with an imine ligand, as mononuclear species. Additionally, 4 other polymeric species with copper or manganese were isolated, using different methodologies. These complexes were characterized by varied techniques (UV/Vis, IR, DRX, scan electronic microscopy, thermogravimetric analyses and e surface area measurements). Particularly, EPR spectroscopy, and magnetization and magnetic susceptibility measurements were crucial for the determination of their structures. In most of the complexes, the ligand acts as tridentate, except for the zinc where the ligand acts as a bidentate species. In the polynuclear complexes, the imine binding site is bidentate, while the carboxylate is monodentate, leading to a tridimensional structure, by using secondary ligands (linkers), pyrazine or 4,4-bipyridine. The influence of the linker was verified, indicating that the pore size is essential for higher surface area. Magnetic results pointed to an influence of the liquid charge in increasing the magnetic susceptibility and magnetization. Among the mononuclear complexes, the copper one showed a peculiar magnetic behavior, with a structural modification at low temperatures, being a promisor candidate to Qbits