Cations of the s-block metals as guests in the microporous structure of the coordination networks based on polycyanidometallates

Reakcja spontanicznego łączenia w roztworze wodnym jonów [Ni(cyclam)]2+ oraz [Nb(CN)8]4- prowadzi do otrzymania trójwymiarowej sieci koordynacyjnej o topologii diamentu. Przez użycie w syntezie stężonych wodnych roztworów soli metali bloku s z tych samych bloków budulcowych otrzymano serię dwuwymiarowych polimerów koordynacyjnych {Mx[Ni(cyclam)]3[Nb(CN)8]2•nH2O}∞ (M = Li, Na, Ca, Mg, Sr, Ba) o topologii plastra miodu. Badania XRD pokazały, że związki posiadają budowę warstwową, w której można wyróżnić kanały wypełnione cząsteczkami wody krystalizacyjnej i odpowiednimi jonami metali. Właściwości magnetyczne badanych związków są słabo zależne od rodzaju kationu metalu bloku s. Wszystkie polimery są ferrimagnetykami i charakteryzują się zbliżonymi wartościami temperatur uporządkowania magnetycznego oraz podobnymi kształtami pętli histerezy. Analiza termograwimetryczna pokazała, że rodzaj kationu metalu wpływa natomiast na trwałość termiczną otrzymanych połączeń. Badania solwatomagnetyczne polimeru zawierającego w strukturze jony litu pokazały, że następują istotne zmiany charakterystyki magnetycznej układu powodowane procesem desorpcji cząsteczek wody krystalizacyjnej. Odwodnienie w temperaturze pokojowej prowadzi do fazy stabilnej na powietrzu, która posiada metamagnetyczny charakter. Natomiast kolejny etap odwodnienia w próżni pozwala na otrzymanie fazy antyferromagnetycznej.

The reaction between the [Ni(cyclam)]2+ and [Nb(CN)8]4- ions in water solution leads to the formation of a 3D diamond-like coordination network. By carrying the reaction in concentrated solutions of s-block metal salts a series of 2D honeycomb-like networks of the formula {Mx[Ni(cyclam)]3[Nb(CN)8]2•nH2O}∞ (M = Li, Na, Ca, Mg, Sr, Ba) was obtained. The XRD studies have shown that the compounds are composed of coordination layers intersected by channels filled with crystallisation water molecules and respective cations, which neutralize the negative charge of the framework. The magnetic properties in the series are weakly dependent on the type of the guest cation. All compounds are ferrimagnets, characterised by comparable values of critical temperatures and similar shapes of the magnetic hysteresis. On the contrary, the thermogravimetric analysis has shown that the type of the cation influences thermal stability of these systems. The solvatomagnetic investigations of the compound containing lithium cations has shown that there are marked changes in the magnetic properties upon the removal of crystallisation water. The phase dried in air at room temperature is a metamagnet, while the phase dehydrated under vacuum shows antiferromagnetic characteristics.