Bazı pikolinik asit metal komplekslerinin sentezi, yapısı, spektroskopik ve termik özellikleri
Synthesis, spectroscopic, thermal and structural properties of some metal picolinic acid complexes
Yazar: CEM KESER
Danışman: DOÇ. DR. ZERRİN HEREN
Ondokuz Mayıs Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2007
Konu: Kimya = Chemistry

Özet:
Bu çalışmada, Mn(II), Co(II), Ni(II), Zn(II), ve Cd(II) geçiş metallerini içerenpikolinik asit (picH) kompleksleri, imidazol (im), 4-metilimidazol (4-meim), 1,10-fenantrolin(phen) ve butilamin (ba) ligantlarını içeren karışık ligantlı Cu(II) kompleksleri ve polimerik[Mn(pic)2]n kompleksi sentezlendi. Bu komplekslerin bileşimleri elementel analiz veiletkenlik ölçümleriyle; manyetik özellikleri manyetik duyarlık çalışmalarıyla; spektroskopiközellikleri IR ve UV-Vis teknikleriyle; yapıları X-ışınları tek kristal kırınım tekniği ileaydınlatıldı. Komplekslerin termik davranışları ise eşzamanlı TG ve DTA teknikleri ileincelendi.Sentezlenen metal-pikolinato ([M(pic)2(H2O)2]ânH2O (M = Mn(II), Co(II), Ni(II),Zn(II), Cd(II)), [Cu(pic)2(im)2]â2H2O, [Cu(pic)2(4-meim)2], [Cu(pic)2(phen)]â4H2O,[Cu(pic)2(ba)2]â3H2O ve [Mn(pic)2]n komplekslerinin manyetik duyarlık ölçümlerinden spinmanyetik momentleri hesaplandı.[Co(pic)2(H2O)2]â2H2O, [Ni(pic)2(H2O)2]â2H2O, [Cu(pic)2(im)2]â2H2O, [Cu(pic)2(4-meim)2] ve polimerik [Mn(pic)2]n komplekslerinin uygun tek kristali elde edilerek incelendive moleküler yapıları aydınlatıldı. [Co(pic)2(H2O)2]â2H2O, [Ni(pic)2(H2O)2]â2H2Okomplekslerinde metal(II) iyonları simetri merkezinde yer alır ve kompleksler, ekvatoryaldüzlemde iki pikolinato ligandının (pic) N ve O atomlarının trans pozisyonundakoordinasyonu ile aksiyel düzlemde iki su molekülünün O atomlarının koordinasyonakatılmasıyla oluşmuş bozulmuş oktahedral geometriye sahiptir. [Cu(pic)2(im)2]â2H2O ve[Cu(pic)2(4-meim)2] komplekslerinde pic ligandı, bakır(II) iyonuna N ve O atomlarıyla çiftdişli bağlanarak şelat oluşturmaktadır. İm ve 4-meim nötral ligantları N üzerinden ciskonumunda koordine olmaktadır. [Mn(pic)2]n kompleksinde pic ligantları, tüm vericiatomlarıyla koordinasyona katılmaktadır. Pic ligandının karboksilat oksijenlerinden biri vehalka azotu Mn2+ iyonuyla şelat oluştururken, diğer karboksilat oksijeni de farklı Mn2+iyonuna koordine olarak polimer yapıyı oluşturmaktadır. Komplekslerin FT-IRçalışmalarında, pic ligandının COO- titreşim frekanslarındaki değişimler koordinasyon şekliniaçıklamada kullanılmıştır.Komplekslerin termik özellikleri, kütle spektroskopisi ve eşzamanlı TG ve DTAteknikleri ile incelendi. Yapısında kristal suyu ve koordine su bulunan komplekslerin ilkbozunma aşamasında dehidrasyon veya deakuasyon meydana gelmektedir. Sonraki aşamadaise nötral ligandların uzaklaşması ve pic ligantlarının bozunması gerçekleşmektedir. Sonbozunma ürünü olarak karşılık gelen metal oksitler oluşmaktadır.Anahtar Kelimeler: Metal-pikolinato kompleksleri, imidazol ve 4-metilimidazol, 1,10-fenantrolin, butilamin, termik analiz, kütle spektroskopisi, X-ışınları tek kristal kırınımı.

Abstract:
In this workş Mn(II), Co(II), Ni(II), Zn(II) and Cd(II) transition metal ions complexeswith picolinic acid (picH), mixed ligand complexes of Cu(II) with imidazole (im), 4-methylimidazole (4-meim), 1,10-phenanthroline (phen), butylamine (ba) and polymeric[Mn(pic)2]n complex were synthesized. The structural and spectroscopic properties ofsynthesized complexes were investigated by elemental analysis, magnetic susceptibility,conductivity measurements together with single crystal X-ray diffraction, infra-red and ultra-violet visible techniques. Thermal behaviours of the complexes were simultaneouslydetermined by thermal analysis techniques (TG and DTA).The spin only magnetic moments have been calculated from the magneticsusceptibility measurement of the ([M(pic)2(H2O)2] (M = Mn(II), Co(II), Ni(II), Zn(II),Cd(II)), [Cu(pic)2(im)2]â2H2O, [Cu(pic)2(4-meim)2], [Cu(pic)2(phen)]â4H2O[Cu(pic)2(ba)2]â3H2O and [Mn(pic)2]n complexes.The crystal structures of [Co(pic)2(H2O)2]â2H2O, [Ni(pic)2(H2O)2]â2H2O,[Cu(pic)2(im)2]â2H2O, [Cu(pic)2(4-meim)2] and polymeric [Mn(pic)2]n complexes have alsobeen studied to understand bonding of the ligands in these complexes. Their structures wereidentified by X-ray single crystal diffraction method. In [Co(pic)2(H2O)2]â2H2O,[Ni(pic)2(H2O)2]â2H2O complexes, the metal(II) ions are located on the inversion center andtheir coordination can be described as slightly distorted octahedral, equatorially trans-coordinated by two N and O atoms of two pic ligands and axially coordinated by two O atomsof the water molecules. In the octahedral [Cu(pic)2(im)2]â2H2O and [Cu(pic)2(4-meim)2]complexes, the pic ligands are coordinated to the copper(II) ion as bidentate N, O-donorsforming chelate rings. The im and 4-meim neutral ligands are N-coordinated at cis position. Inthe polymeric [Mn(pic)2]n complex, all donor sites of pic ligands participated to thecoordination. The ring nitrogen and one of the carboxylate oxygen atom of pic ligand formchelate ring with one Mn2+ ion, whereas the other carboxylate oxygen atom is coordinated tothe other Mn2+ ion and forming a polymeric structure. In the FT-IR studies of the complexes,the frequency changes of COO- vibrations of the pic ligand were used to explain itscoordination mode.The thermal behaviours of these complexes were investigated by mass spectroscopyand means of TG, DTA techniques. In the thermal analysis of the complexes containinglattice or ligand water, the first decomposition stage correspond to the dehydration ordeaquation. At the next stages the elimination of the neutral ligands and the decomposition ofthe pic ligands proceed. The final decomposition products were found to be the respectivemetal oxides.Keywords: Metal-picolinato complexes, imidazole, 4-methylimidazole, 1,10-phenanthroline, butylamine, thermal analysis, mass spectroscopy, single crystal X-raydiffraction.