Cristallochimie de composés hybrides de type hydroxydicarboxylate de métaux de la première série de transition et magnétisme - Université de Lorraine Access content directly
Theses Year : 2006

Crystallochemistry and magnetism of hybrid compounds with dicarboxylates and hydroxides of the first transition metal series

Cristallochimie de composés hybrides de type hydroxydicarboxylate de métaux de la première série de transition et magnétisme

Anne Carton

Abstract

Hybrid compounds afford the advantage to associate the properties of the organic and mineral part in order to present multifunctional behaviours. The compounds synthesized by the hydrothermal way are the first transition metal series (oxidation degree: 2+) hydroxydicarboxylates to study their magnetic properties. In the M(II)2(OH)2(C8H4O4) series where M = Mn, Fe, Co, Cu, the compounds follow the same crystallographic model determined from the X ray powder diffraction data. The super exchange ways are modified with the Cu compound because of the Yahn-Teller effect, witch modified the magnetic behaviour (antiferro à ferro).In the Cu-Co solid solution, the TN or the TC (for the base Co or Cu respectively) vary according to the substitution rate. This is in order to reach a limit due to the crystalline field. The structures of [Ni3(OH)2(C8H4O4)2(H2O)4].2H2O, Zn2(OH)2(C8H4O4) and Zn3(OH)4(C8H4O4) compounds were been solved ab initio with the X Ray powder diffraction for both the firsts compounds and with single crystal data for the third one. The last studied compound family is M5(OH)6(CnH2n-4O4)2 (= M-Cn) where M = Co, Ni and n = 6, 8. The Co-C8, Ni-C6 and Ni-C8 compounds crystallize in the same structure. The magnetic property data show the evolution in relation to the magnetic cation type (ferro for cobalt and antiferro for copper) or to the carbon chain length (TN evolution). The structural model for Co-C6, suggested in the literature, is discussed thanks to new measures recorded with a new sample obtain by the hydrothermal method.
Les matériaux hybrides présentent l'avantage d'associer les propriétés des parties organique et minérale afin de présenter des caractères multifonctionnelles. Le choix des matériaux synthétisés ici par la méthode hydrothermale, s'est porté sur les hydroxydicarboxylates de métaux de la 1ère série de transition au degré + II afin de pouvoir étudier leurs propriétés magnétiques. Dans la série M(II)2(OH)2(C8H4O4) avec M = Mn, Fe, Co, Cu, les composés cristallisent suivant le même modèle qui a pu être déterminé à l'aide des mesures de diffractions des rayons X sur poudre. Les chemins de superéchange sont modifiés dans le cas de Cu en raison de l'effet Yahn-Teller, ce qui entraîne un passage du comportement magnétique d'antiferro à ferro pour ce dernier. Dans la solution solide Co-Cu, la TN ou la TC (pour les composés base Co ou base Cu respectivement) varie selon le taux de substitution avant d'atteindre une limite qui est elle-aussi due au champ cristallin. Les structures des composés [Ni3(OH)2(C8H4O4)2(H2O)4].2H2O, Zn2(OH)2(C8H4O4) et Zn3(OH)4(C8H4O4) ont pu être résolues ab initio par la DRX sur poudre pour les deux premiers et sur monocristal pour le dernier. La dernière famille étudiée est M5(OH)6(CnH2n-4O4)2 (= M-Cn) avec M = Co, Ni et n = 6, 8. Les mesures des propriétés magnétiques des composés Co-C8, Ni-C6 et Ni-C8, qui cristallisent selon la même maille, montre leur évolution selon le type d'ion magnétogène (comportement ferro pour le Co et antiferro pour le Ni) ou la longueur de la chaîne carbonée (évolution de TN). Le modèle du composé Co-C6 proposé dans la littérature est discuté suite à des mesures effectuées sur un échantillon obtenu par la méthode hydrothermale.
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Cite

Anne Carton. Cristallochimie de composés hybrides de type hydroxydicarboxylate de métaux de la première série de transition et magnétisme. Autre. Université Henri Poincaré - Nancy 1, 2006. Français. ⟨NNT : 2006NAN10143⟩. ⟨tel-01754303⟩
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