ПРАЦІ НАУКОВОГО ТОВАРИСТВА ім. ШЕВЧЕНКА

Хімічні науки

Архів / Том LXX 2022

Олена АKCІМЕНТЬЄВА-КРАСНОПОЛЬСЬКА

Львівський національний університет імені Івана Франка, вул. Кирила і Мефодія, 6, 79005 Львів, Україна
e-mail: olena.aksimentyeva@lnu.edu.ua

DOI: https://doi.org/10.37827/ntsh.chem.2022.70.043

МЕТАЛООРГАНІЧНІ МАГНЕТИКИ НА ОСНОВІ КОМПЛЕКСІВ ЗАЛІЗА З 1-НІТРОЗО-2-НАФТОЛОМ

Досліджено особливості структури та магнітної поведінки комплексу заліза з 1-нітрозо-2-нафтолом Na[Fe(C10H6(NO2)3]. Методом порошкової Х-променевої диф-ракції визначено, що кристалічна структура комплексу є моноклінною з просторовою групою P2/1. За даними циклічної вольтамперометрії, електрохімічна поведінка комплексного аніона Na[Fe(C10H6(NO2)3] - характерна для оборотних електрохімічних систем з перенесенням одного електрона. В електронних спектрах комплексу спостерігаються смуги оптичного поглинання за 389, 690 і 763 нм. Отримано і проаналізовано залежності магнітної сприйнятливості комплексу від температури, частоти та напруженості магнітного поля в діапазоні температур 1,5–200 К у зовнішньому магнітному полі до 90 кЕ та в діапазоні частот від 95 до 2000 Гц. За низьких температур виявлено особливості магнітної поведінки, характерні для стану спінового скла. Спектр ЕПР комплексу є суперпозицією двох ліній, поведінка яких зі зміною температури в діапазоні 4–293 К протилежна, що свідчить про незвичайну динаміку молекул, які оточують іон Fe. Наявність цієї динаміки може спричинити істотний вплив на властивості речовини.

Ключові слова: металоорганічний магнетик, комплекс заліза з 1-нітрозо-2-нафтолом, кристалічна структура, магнітна сприйнятливість, спінове скло, спектри ЕПР, температурна динаміка.

Література:

    1. Miller J.S. Organic- and molecule-based magnets. Materials Today. 2014. Vol. 17(5). P. 225–235. (https://doi.org/10.1016/j.mattod.2014.04.023).
    2. Yuriko Aoki, Yuuichi Orimoto, Akira Imamura. Survey of Organic Magnetism. In: Quantum Chemical Approach for Organic Ferromagnetic Material Design. (https://doi.org/10.1007/978-3-319-49829-4_1).
    3. Coronado E. Molecular magnetism: from chemical design to spin control in molecules, materials and devices. Nature Reviews Materials. 2020. Vol. 5. P. 87–104. (https://doi.org/10.1038/s41578-019-0146-8).
    4. Rajca A. From high-spin organic molecules to organic polymers with magnetic ordering. Chem. Eur. J. 2002. Vol. 8. P. 4834–4841. (https://doi.org/10.1002/1521-3765(20021104)8:21<4834::AID-CHEM4834>3.0.CO;2-E).
    5. Rajca A., Wongsriratanakul J., Rajca S. Magnetic ordering in an organic polymer. Science. 2001. Vol. 294. P. 1503–1505. (https://doi.org/10.1126/science.1065477).
    6. Zhang, Z., Wan, M. Nanostructures of polyaniline composites containing nano-magnet. Synth. Metals. 2003. Vol. 132. P. 205–212. (https://doi.org/10.1016/S0379-6779(02)00447-2).
    7. Vasyukov V.N., Dyakonov V.P., Shapovalov V.A., Aksimentyeva E.I., Szymczak H., Piehota S. Temperature-induced change in the ESR spectrum of the Fe3+ ion in polyaniline. Low Temperature Physіcs. 2000. Vol. 26(4). P. 265–269. (https://doi.org/10.1063/1.593896).
    8. Matsushita M.M., Kawakami H., Sugawara T., Ogata M. Molecule-based system with coexisting conductivity and magnetism and without magnetic inorganic ions. Phys. Rev. 2008. Vol. B 77. P. 195208. (https://doi.org/10.1103/PhysRevB.77.195208).
    9. Sawada H., Yoshioka H., Kawase T., et al. Preparation of magnetic nanoparticles by the use of self-assembled fluorinated oligomeric aggregates. A new approach to the dispersion of magnetic particles on poly(methyl methacrylate) film surface. J. Fluorine Chem. 2005. Vol. 126. P. 914 –917. (https://doi.org/10.1016/j.jfluchem.2005.04.015).
    10. Janaky C., Visy C., Berkesi O., Tomba E. Conducting Polymer-Based Electrode with Magnetic Behavior: Electrochemical Synthesis of Poly(3-thiophene-acetic-acid). Magnetite Nanocomposite Thin Layers. J. Phys. Chem. C. 2009. Vol. 113. P. 1352–1358. (https://doi.org/10.1021/jp809345b).
    11. Opalnych I., Aksimentyeva O., Dyakonov V., et al. Structure and thermodeformation properties of polymer-magnetite hybrid composites. Mater. Sci. 2012. Vol. 48. P. 95–100. (https://doi.org/10.1007/s11003-012-9477-y).
    12. Zebli B., Susha A.S., Sukhorukov G. B., et al. Magnetic Targeting and Cellular Uptake of Polymer Microcapsules Simultaneously Functionalized with Magnetic and Luminescent Nanocrystals. Langmuir. 2005. Vol. 21. P. 4262–4265. (https://doi.org/10.1021/la0502286).
    13. Tiberto P., Barrera G., Celegato F. et al. Magnetic properties of jet-printer inks containing dispersed magnetite nanoparticles. Eur. Phys. J. B. 2013. Vol. 86. P. 173. (https://doi.org/10.1140/epjb/e2013-30983-8).
    14. Aksimentyeva O.I., Savchyn V.P., Dyakonov V.P., et al. Modification of polymer-magnetic nanoparticles by luminescent and conducting substances. Mol. Cryst. Liq. Cryst. 2014. Vol. 590. P. 35–42. (https://doi.org/10.1080/15421406.2013.873646).
    15. Hegedus L.S. Transition Metals in the Synthesis of Complex Organic Molecules. University Science Books, U.S. 1994. 286 p.
    16. Horbenko Yu., Аksimentyeva O. Structure and physicochemical properties of poly-ortho-anisidine doped with ferric (ІІІ) chloride. Visnyk Lviv. Univ. Ser. Khimia. 2013. 54(2). P. 353–357.
    17. Netto C.G.C.M., Toma H.E., Andrade L.H. Superparamagnetic nanoparticles as versatile carriers and supporting materials for enzymes. J. Mol. Catal. 2013. Vol. 71. P. 85−86. (https://doi.org/10.1016/j.molcatb.2012.08.010).
    18. Fonseca L.H.M., Rinaldi A.W., Rubira A.F. et al. Structural, magnetic, and electrochemical properties of poly(o-anisidine)/maghemite thin films. Mater. Chem. Phys. 2006. Vol. 97. P. 252–255. (https://doi.org/10.1016/j.matchemphys.2005.08.007).
    19. Shapovalov V.A., Shapovalov V.V., Rafailovich M., Piechota S., Dmitruk A., Aksimentyeva E., Mazur A. Dynamic Characteristic of Molecular Structure of Poly-ortho-Methoxyaniline with Magnetic Probes, The Journal of Physical Chemistry. B. 2013. Vol. 117. Р. 7830−7834. (https://doi.org/10.1021/jp311456a).
    20. Aksimentyeva O.I., Dyakonov V.P. Chapter 9. Effect of aminonaphthalene sulfonic acid nature on the structure and physical properties of their copolymers with aniline. In Book: Functional Polymer Blends and Nanocomposites. A practical Engineering Approach / Ed. G.E. Zaikov, L.I. Bazylak, A.K. Haghi. Apple academic Press Ink. Toronto – New Jersey. 2014. P. 217–231.
    21. Stepanov B.I. Introduction in chemistry and technology of organic dyestuffs: Moskow Khimia, 1984. 488 p. (in Russian).
    22. Nicholls A.J., Barber T., Baxendale I.R. The Synthesis and Utility of Metal-Nitrosophenolato Compounds–Highlighting the Baudisch Reaction. Molecules. 2019. Vol. 24(22). 4018. 31 p. (https://doi.org/10.3390/molecules24224018).
    23. Aksimentyeva Е.I., Dyakonov V.P., Vasyukov V.N., et al. Structural features and physicochemical properties of iron complexes with 1-nitroso-2-naphthol. Journal of General Chemistry. 2000. Vol. 70(10). P. 823–827.
    24. Dyakonov V.P., Zubov E., Aksimentyeva E., et al. Low-temperature magnetic behavior of the organic-based magnet Na[FeO6(C10H6N)3]. Low Temperature Physics. 2014. Vol. 40. P. 835–841.
    25. Sverdlova O.V. Electronic Spectra in Organic Chemistry. Leningrad: Khimia. 1985. 248 p.
    26. Baser M., Lund H. Organic Electrochemistry. Moscow: Khimia, 1988. Vol. 1. P. 125–140.
    27. Сhebataryov О. М., Toropov S. V., Guzenko О. М., et al. Anflitical Chemistry. Quantitative analysis. Odesa: ОNU. 2020. 80 с. (in Ukrainian).
    28. Parisi G. Spin glasses and fragile glasses: Statics, dynamics, and complexity. PNAS. 2006. Vol. 103(21). P. 7948–7955. (https://doi.org/10.1073pnas.0601120103).
    29. Kofu M., Watanuki R., Sakakibara T., et al. Spin glass behavior and magnetic boson peak in a structural glass of a magnetic ionic liquid. Scientific Reports. 2021. Vol. 11. Article number: 12098. (https://doi.org/10.1038/s41598-021-91619-z).
    30. Sajfutdinov R.G., Larina L.I., Vakul'skaya T.I., Voronkov M.G. Electron Paramagnetic Resonance in Biochemistry and Medicine. New York. 2019. 282 p.
    31. Dmitruk A.F., Aksimentyeva E.I., Dyakonov V.P., et al. Investigation of structure of Fe3+ magnetic center in polyparaphenylenе. Intern. J. Quant. Chemi. 2002. Vol. 88. P. 525–529. (https://doi.org/10.1002/qua.10200).

Як цитувати:

АKCІМЕНТЬЄВА-КРАСНОПОЛЬСЬКА О. МЕТАЛООРГАНІЧНІ МАГНЕТИКИ НА ОСНОВІ КОМПЛЕКСІВ ЗАЛІЗА З 1-НІТРОЗО-2-НАФТОЛОМ. Праці НТШ. Хім. Наук. 2022 Т. LXX. С. 43-52.

Завантажити файл