Design, synthesis and characterisation of bimetalic coordination magnetic materials based on N-oxides complexes of 3d ions and octacyanometalates

Niniejsza praca magisterska lokuje się w dziedzinie inżynierii krystalicznej magnetyków molekularnych. W ramach prac badawczych na tym polu, poprzez zastosowanie zasad podejścia bloków budulcowych, możliwe jest uzyskanie szeregu interesujących kompleksów magnetycznych, np. od magnetyków z dalekozasięgowym uporządkowaniem magnetycznym, magnesów molekularnych opartych o pojedyncze cząsteczki, molekularnych gąbek magnetycznych do układów z kontrolowanym przeniesieniem elektronu i magnetyków optycznie aktywnych (chiralność, luminescencja). W pracy przedstawiono i scharakteryzowano pod względem strukturalnym i magnetycznym nowe, niskowymiarowe związki oparte o słabo dotychczas poznane kompleksy Co(II) z N-tlenkami 2,2’-bipirydyny i terpirydyny oraz anion oktacyjanowolframianowy(V). Wszystkie połączenia wykazują budowę kanałową z udziałem krystalizacyjnych cząsteczek wody oraz oddziaływania magnetyczne pomiędzy jonami W(V) i Co(II) przez mostki CN- w niskich temperaturach. W połączeniu z udziałem liganda 2,2’-bpmo stwierdzono zachowanie typu SMM (ang. Single Molecule Magnet) przypisane obecności pojedynczego kompleksu [Co(2,2’-bpmo)2(H2O)2]2+ współistniejącego z łańcuchem koordynacyjnym {WV(CN)8-CoII(2,2’-bpmo)2}n. Badano również wpływ niektórych jednododatnich kationów na strukturę krystaliczną i właściwości magnetyczne uzyskanych połączeń.

This master’s dissertation locates in the field of crystal engineering of molecular magnetic materials. With the use of molecular building block approach it allows to construct novel materials revealing long range magnetic ordering, single molecule magnet behavior, molecular magnetic sponge magnetic behavior as well as magnets with controlled electron transfer or optically active magnets (chiral, luminescent). Using building blocks sets including Co(II) complexes with N-oxides of 2,2’-dipyridine and terpyridine, and octacyanotungstate [W(CN)8]3- anion four novel bimetallic magnetic coordination compounds were obtained and characterized structurally and magnetically. All compounds reveal the porous channel structure including crystallization water molecules and magnetic interactions between Co(II) and W(V) centres through CN- bridges. The compound based on 2,2’-bpmo (2,2’dipyridine mono-N-oxide) shows the behavior characteristic for single molecule based magnets attributed to the presence of mononuclear [Co(2,2’-bpmo)2(H2O)2]2+ complexes coexisting with coordination chains {WV(CN)8-CoII(2,2’-bpmo)2}n. The influence of monocharged cations on the structure and properties were also studied.