Создан необычный плоский кристалл с магнитными свойствами
Химики РУДН создали металл-содержащее соединение с необычной плоской архитектурой. Неожиданная структура образовалась благодаря спонтанному захвату углекислого газа из воздуха в ходе реакции. Кристалл обладает магнитными свойствами. Это может быть полезно для создания устройств хранения данных. Результаты опубликованы в журнале Journal of Organometallic ChemistryКоординационные полимеры – это гибридные кристаллические координационные соединения со структурой из бесконечно повторяющихся фрагментов (структурных элементов). В состав структурного элемента входят металлические центры и органические «перемычки». Координационные полимеры применяют для катализа, разделения газовых смесей, создания сенсоров и хранения молекул-«гостей». Некоторые координационные полимеры оказываются молекулярными магнетиками с линейно-цепочечной структурой — перспективными объектами для создания устройств хранения информации высокой емкости. Химики РУДН, исследуя особенности синтеза координационных полимеров, создали новое металлсодержащее соединение с необычной архитектурой, которое оказалось молекулярным магнетиком («спиновым стеклом»).«Создание молекулярных архитектур на основе ионов переходных металлов с использованием органических и неорганических лигандов привлекает внимание исследователей благодаря потенциальному применению в электронике, хранении данных, катализе, создании сенсоров и объектов с люминесцентными свойствами», — рассказал доктор химических наук Алексей Биляченко, ведущий научный сотрудник объединенного института химических исследований РУДН.Химики РУДН исследовали традиционный протокол для создания координационных полимеров. В качестве связок они использовали органическое соединение с координирующими центрами. Но в качестве металлсодержащего центра ученые применяли необычные органо-неорганические соединения (металлосилсесквиоксаны). Исследователи использовали фенилсилсесквиоксан, содержащий ионы никеля и натрия. На последнем этапе химики добавили к реакционной смести пиридин — бесцветную органическую жидкость с координирующими способностями. В результате был выделен желтый кристаллический продукт, молекулярную структуру которого удалось установить при использовании рентгеноструктурных исследований монокристаллов.Вещество, которое получили химики РУДН, оказалось необычной архитектуры. Комплекс обладает плоской структурой, напоминающей квадрат. В центре квадрата находится катион натрия, хлорид-анион, уравнивающий баланс зарядов в комплексе, находится над плоскостью квадрата. Четыре иона никеля, формирующие квадратную структуру, координированы пиридиновыми лигандами и дополнительно связаны через карбонатные мостики. Появление карбонатных структурных единиц (не использовавшихся в качестве реагентов в синтезе) – наиболее интересное наблюдение в этой реакции. Химики предположили, что необычные карбонатные мостики появились благодаря тому, что в процессе реакции произошел спонтанный захват углекислого газа из атмосферы. Получившиеся таким образом карбонатные фрагменты ключевым образом участвуют в образовании комплекса, образуя «стороны» квадрата. При этом карбонаты не только связывают угловые ионы никеля, но и координируют центральный ион натрия. Магнитные свойства кристаллов химики изучили с помощью магнетометра SQUID MPMS-XL. Оказалось, что новый кристалл — молекулярный магнетик, проявляющий свойства спинового стекла.«К нашему удивлению, проведенная реакция вызывает глубокую структурную перестройку с образованием структуры с четырьмя никелевыми центрами, связанными карбонатными мостиками. Образование такого соединения нельзя объяснить формальной логикой синтеза. Очевидно, что карбонаты образовались в результате реакции ионов натрия с атмосферным CO2. Последующая реакция бикарбоната натрия с ионами никеля привела к образованию итоговой молекулярной архитектуры. Расположение магнитоактивных ионов никеля в структуре плоского квадрата обеспечивает необычное магнитное поведение полученного комплекса», — прокомментировал Алексей Биляченко.Подписывайтесь на InScience.News в социальных сетях: ВКонтакте, Telegram, Facebook и Twitter.
