Çok çekirdekli geçiş metali komplekslerinin kristal yapılarının ve magnetik özelliklerinin incelenmesi
The Investigation of crystal structure and the magnetic properties of polynuclear transition metal complexes
Yazar: HÜLYA KARA SUBAŞAT
Danışman: PROF.DR. YALÇIN ELERMAN
Ankara Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Fizik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2001
Konu: Fizik ve Fizik Mühendisliği = Physics and Physics Engineering
Dizin: Bakır kompleksler = Copper complexes ; Geçiş metalleri = Transition metals ; Kristal yapı = Crystal structure ; Lantanitler = Lanthanids ; Manyetik özellikler = Magnetic properties

Özet:
ÖZET Doktora Tezi ÇOK ÇEKİRDEKLİ GEÇİŞ METALİ KOMPLEKSLERİNİN KRİSTAL YAPILARININ VE MAGNETİK ÖZELLİKLERİNİN İNCELENMESİ Hülya KARA Ankara Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Fizik Mühendisliği Anabilim Dalı Danışman : Prof. Dr. Yalçın ELERMAN Bu tez çalışmasında, iki çekirdekli Cu(II) kompleksleri HK(1), HK(2) ile farklı iki çekirdekli Cu(II)-Gd(III) kompleksi HK(3)' ün kristal yapılan ve magnetik özellikleri incelenmiştir. Bu komplekslerin kristal yapılan, x-ışını kırınım yöntemi ile magnetik özellikleri ise, SQUID yöntemi ile belirlenmiştir. İncelenen kompleksler: l)Cu2(Ll)(3,5-prz), HK(1), kristal sistemi: monoklinik, uzay grubu: P2,/n, 2)Cu2(L2)(3,5-prz), HK(2), kristal sistemi: triklinik, uzay grubu: PT, 3)Cu(Me2CO)Gd(N03)(L3), (HK3), kristal sistemi: monoklinik, uzay grubu: P2,/c. HK(1) ve HK(2) komplekslerinde, iki Cu(II) iyonu ligandın köprü oksijen atomu ve 3,5-dimetil pirazolun azot atomları üzerinden bağlanmaktadır. Sıcaklığa bağlı magnetik alınganlık ölçümleri sonucunda, her iki kompleksinde antiferromagnetik etkileşme gösterdiği bulunmuştur. İki kompleksin yapısal verileri benzer olmasına karşın, HK(1)' in süper değiş-tokuş etkileşme sabitinin (-2J=440 cm"1) HK(2)' nin süper değiş-tokuş etkileşme sabitinden (-2J=164 cm"') çok daha güçlü olduğu gözlenmiştir. Yapısal faktörlerle bu farklılığı açıklamak oldukça zordur. Bu farklılığı açıklamak için, iki bakır atomunu bağlayan, ikinci köprü ligandının magnetik süper değiş-tokuş çiftlenimine etkisi, ab-initio RHF (Restricted Hartree Fock) yöntemi kullanılarak moleküler orbital hesaplamaları ile belirlenmiştir. Magnetik davranışlar arasındaki bu fark, köprü ligandın orbital "complementary/countercomplementary" davranış sergilemesi ile açıklanmıştır. HK(3) kompleksinde ise, Gd(IlI) ve Cu(İI) iyonları ligandın köprü oksijen atomları ile bağlanmaktadır. Sıcaklığa karşı magnetik alınganlık ölçümleri incelendiğinde, kompleksin zayıf ferromagnetik etkileşme gösterdiği bulunmuştur (2J=5.6cm"'). Gd(III) ve Cu(II) iyonları arasındaki çiftlenimin antiferromagnetik olması beklenirken ferromagnetik olması kuramsal olarak, spin kutuplanma mekanizması ile açıklanmıştır. 2001. 120 sayfa ANAHTAR KELİMELER: İki çekirdekli Cu(II) kompleksi, Cu(II)-Gd(III) kompleksi, antiferromagnetik süper değiş-tokuş etkileşmesi, moleküler orbital hesaplamaları

Abstract:
ABSTRACT Ph. D. Thesis THE INVESTIGATION OF THE CRYSTAL STRUCTURE AND THE MAGNETIC PROPERTIES OF POLYNUCLEAR TRANSITION METAL COMPLEXES Hülya KARA Ankara University Graduate School of Natural and Applied Sciences Department of Engineering Physics Supervisor : Prof. Dr. YALÇIN ELERMAN In this thesis, the crystal structures and the magnetic properties of dinuclear copper(II) complexes, HK(1), HK(2), and heterodinuclear Cu(II)-Gd(III) complex, HK(3), have been investigated. The crystal structures and magnetic properties of these complexes are determined by the x-ray diffraction method and the SQUID method, respectively. The complexes under investigation are: 1) Cii2(Ll)(3,5-prz), (HK1), crystal system: monoclinic, space group: Flfa 2) Cu2(L2)(3,5-prz), (HK2), crystal system: triclinic, space group: PÎ, 3) Cu(Me2CO)Gd(N03)(L3), (HK3), crystal system: monoclinic, space group: P2i/c. In HK(1) and HK(2) complexes, two Cu(H) ions are bridged by both oxygen of the ligand and the 3,5-dimethyl pyrozolate nitrogens. Temperature dependent magnetic susceptibility measurements show that both of these complexes have an antiferromagnetic super-exchange interaction. Although the structural parameters of these two complexes are similar, the strength of the super-exchange interaction constant of HK(1) (-2J = 440 cm'1) is found much stronger than that of HK(2) (-2 J =164 cm'1). It is difficult to explain this difference in terms of the structural parameters. In order to explain this difference, molecular orbital analysis of two complexes have been done by ab-initio RHF (Restricted Hartree Fock) method to determine the influence of the second bridging ligand on the magnetic super-exchange interaction. The difference in the magnetic behaviour has been rationalized in terms of the bridging ligand orbital complementary/countercomplementary concept On the other hand, in HK(3) complex, Cu(II) and Gd(III) ions are bridged by two phenolate oxygen atoms of the ligand. Temperature dependent magnetic susceptibility measurement show that the complex has a ferromagnetic interaction (2J = 5.6 cm"1) rather than an antiferromagnetic interaction. The ferromagnetic coupling between Gd(III) and Cu(II) ions is also explained theoretically by means of spin polarization mechanism. 20D1, 12Q sayfa KEY WORDS : Dinuclear Cu(II) complex, Cu(ir)-Gd(in) complex, antiferromagnetic super-exchange interaction, molecular orbital calculation. ii