Please use this identifier to cite or link to this item: http://hdl.handle.net/11422/28154

Type: Dissertação
Title: Síntese, caracterização e estudo das propriedades magnéticas de complexos mononucleares de cobalto(ii) contendo ligantes β-dicetonatos
Author(s)/Inventor(s): Pereira, Lucas Nogueira
Advisor: Cassaro, Rafael Alves Allão
Abstract: A síntese e investigação das propriedades magnéticas de complexos mononucleares de metais de transição que apresentam comportamento magnético de magnetos de uma molécula – Single Molecule Magnets - SMMs, são um dos principais objetivos da área de Magnetismo Molecular. Os SMMs podem apresentar ciclos de histerese magnética em baixas temperaturas, apresentam relaxação lenta da magnetização devido a biestabilidade magnética causada pela presença de uma barreira de energia para a reversão da magnetização. Devido a essas características, os SMMs são buscados pela suas potencial aplicação na construção de dispositivos de armazenamento de informação de alta densidade e seu potencial uso como spin qubits em computação quântica. Nesse trabalho foram sintetizados e caracterizados quatro compostos mononucleares de cobalto(II): [Co(PhCF3)2(H2O)2] (1), [Co(tfac)2(H2O)2] (2), [Co(PhCF3)2(NCCH3)2] (3) e [Co(tfac)2(MeOH)2] (4), onde tfac =1,1,1 trifluorometilacetilacetonato, MeOH = metanol, NCCH3 = acetonitrila e PhCF3 = 4,4,4-trifluoro-1-fenil-1,3-butanodiona. A resolução da estrutura de três complexos foi realizada por meio de dados difração de raios X por monocristal. Em todos os casos o metal encontra-se coordenado de forma bidentada por duas moléculas de β-dicetona e as duas outras posições ocupadas por moléculas de solvente coordenadas de forma monodentada, com uma geometria octaédrica distorcida. Os complexos 1 e 3 possuem geometria trans enquanto 4 apresenta geometria cis. Para o composto 1 foram realizadas medidas de magnetometria SQUID e susceptometria AC onde foram determinados os parâmetros da anisotropia do cobalto(II) através do ajuste dos dados DC, bem como, o estudo do mecanismo de relaxação lenta da magnetização. Um alto valor de anisotropia foi obtido |D|~ 80 cm-1 e um parâmetro rômbico da anisotropia significativo. O processo de relaxação lenta apresentou os mecanismos Raman e QTM, onde n = 3,5, C = 62 K-3,5 s-1 e 1/QTM = 12563 s-1. O composto 1 apresenta um comportamento de SMM induzido por um campo magnético estático.
Abstract: The synthesis and investigation of the magnetic properties of mononuclear first raw transition metal complexes that exhibit the magnetic behavior of Single Molecule Magnets –SMMs are one of the main aims of Molecular Magnetism area. SMMs can exhibit magnetic hysteresis at low temperatures and exhibit slow magnetization relaxation due to magnetic bistability caused by the presence of the energy barrier for the reversal of magnetization. Due to these characteristics, SMMs are sought for their potential application in the construction of high-density information storage devices and their potential use as spin qubits in quantum computing. In this work, four mononuclear cobalt(II) compounds were synthesized and characterized: [Co(PhCF3)2(H2O)2] (1), [Co(tfac)2(H2O)2] (2), [Co(PhCF3)2(NCCH3)2] (3) and [Co(tfac)2(MeOH)2] (4), where tfac = 1,1,1-trifluoromethylacetylacetonate, MeOH=methanol, NCCH3 = acetonitrile and PhCF3 = 4,4,4-trifluoro-1-phenyl-1,3-butanedione. The structure of the three of them was resolved by using single crystal X-ray diffraction data. In all cases, the coordination environment of metal ion is distorted octahedral, being coordinated by two bidentate β-diketone and two monodentate solvent molecules. 1 and 2 have trans geometry while 3 presents cis geometry. SQUID magnetometry and AC susceptometry measurements have been performed for 1, where the anisotropy parameters of cobalt(II) was determined by fitting the DC data, as well as the study of the slow relaxation mechanism of magnetization. A high anisotropy value was obtained |D| ~ 80 cm-1 and a significant rhombic anisotropy parameter. The slow relaxation process presented the Raman and QTM mechanisms, where n = 3.5, C = 62 K-3.5 s-1 and 1/QTM = 12563 s-1. The compound 1 presents an SMM behavior induced by a static magnetic field
Keywords: Complexos de cobalto
Magnetismo molecular
β-dicetonatos
Subject CNPq: CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::QUIMICA::QUIMICA ORGANICA::SINTESE ORGANICA
Program: Programa de Pós-Graduação em Química
Production unit: Instituto de Química
Publisher: Universidade Federal do Rio de Janeiro
Issue Date: 2025
Publisher country: Brasil
Language: por
Right access: Acesso Aberto
Citation: PEREIRA, Lucas Nogueira. Síntese, caracterização e estudo das propriedades magnéticas de complexos mononucleares de cobalto(ii) contendo ligantes β-dicetonatos. 2025. 94 f. Dissertação (Mestrado em Química) - Instituto de Química, Universidade Federal do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro, 2025.
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