Deuteration effect on structure, magnetic and thermodynamic properties in spin-crossover compound Fe(NCS)2(PM-BiA)2

الموضوعات

علوم تطبيقية وتكنولوجية

الملخص

This thesis explores the role of the deuteration effect on the change of the structure, magnetic, and thermodynamic properties in spin crossover compound Fe(NCS)2(PM-BiA)2, where PM-BiA stands for pyridine-2-aldehyde-4-aminobiphenyl. In this study, the 4-aminobiphenyl was deuterated to 95.7% and engaged to form a partial ligand with pyridine-2-aldehyde. As a result, both orthorhombic and monoclinic polymorphs of the compound were synthesized in partial deuterated forms with some impurities and compared with the protonated form after characterization by X-ray diffraction, physical property measurement system, and differential scanning calorimetry. Deuteration significantly affects the transition temperature, leading to a reduction in the monoclinic phase and an increase in the orthorhombic phase when compared with the protonated ones. This could be attributed to deuteration lowering the energy required for the spin transition and altering the reduced mass, therefore influencing lattice vibrations. Moreover, the involvement of deuterated sites in hydrogen bonding contributes to an increase in the transition temperature. The orthorhombic structure shows an increase in all lattice parameters compared to the monoclinic structure. The different behavior could be due to the difference in volume or density. Additionally, the deuteration leads to a significant reduction in enthalpy (ΔH) and entropy (ΔS) results, which could be due to lowered zero-point energy and weaker cooperative interactions. These findings highlight the effect of deuteration on spin transition behavior and set the next steps for future work by full deuteration synthesis and single-crystal analysis.

روابط وملفات

التعريف والنوع

رقم الوثيقة

fcaa2a08-cdae-411c-a9f7-b4841a725fd8

رقم العقد

0

نوع الوسائط

Crawler

نوع المحتوى

الرسائل العلمية

صيغة المصدر

رسائل ماجيستير

نوع الملف

pdf text

أسماء الملفات

1084019_1.pdf

بيانات النشر

ترجمة العنوان

تأثير الديوتيريوم على البنية والخصائص المغناطيسية والديناميكية الحرارية في مركب التقاطع الدوراني BiA)-(PM2Fe(NCS))

ألقاب المؤلفين

[{"name_ar":"Eman Raddad","title_ar":"اعداد","title_en":"Preparation"},{"name_ar":"Karen Friese","title_ar":"اشراف","title_en":"Supervision"},{"name_ar":"Zafer Hawash","title_ar":"اشراف","title_en":"Supervision"}]

اللغة

English

المصدر والدورية

اسم المصدر

Deuteration effect on structure, magnetic and thermodynamic properties in spin-crossover compound Fe(NCS)2(PM-BiA)2

المحتوى والصفحات

عدد الصفحات

0

ترجمة الملخص

تناول هذه الأطروحة تأثير الديوتيريوم في التغيرات البنيوية والخصائص المغناطيسية والحرارية في مركب التقاطع الدوراني Fe(NCS)2(PM-BiA)2، حيث يشير PM-BiA إلى البيريدين-2-ألدهيد و4-أمينوبيفينيل. في هذا البحث، تم استبدال الهيدروجين بـ 95.7% من الديوتيريوم في مركب 4-أمينوبيفينيل، ثم تم دمجه مع البيريدين-2-ألدهيد. تم تحضير البنيتين البلوريتين معينية الشكل وأحادية الميل بعد معالجتهما بالديوتيريوم بشكل جزئي مع ظهور بعض الشوائب، وتمت مقارنتهما مع المركب البروتوني، وذلك باستخدام تقنيات حيود الأشعة السينية ونظام قياس الخواص الفيزيائية، والتحليل الحراري التفاضلي. يؤثر الديوتيريوم بشكل كبير على درجة حرارة الانتقال، مما يؤدي إلى انخفاض في البنية أحادية الميل وزيادة في المعينية القائمة عند مقارنتها بالمركب البروتوني. ويمكن أن يعزى هذا لنتيجة تأثير الديوتيريوم على خفض الطاقة اللازمة لانتقال الدوران وتغيرات في الكتلة المخفضة والتي تؤثر على اهتزازات الشبكة. علاوة على ذلك، فإن إشراك المواقع الديوتيريومية في الرابطة الهيدروجينية يزيد من درجة حرارة الانتقال. بالإضافة إلى خصائص أخرى، تظهر بنية المعين القائم زيادة في جميع معلمات الشبكة، على عكس أحادي الميل، والذي يظهر سلوكاً مختلفاً، مما يُشار إلى اختلاف الحجم أو الكثافة. أيضاً، نتائج المحتوى الحراري والإنتروبيا أظهرت أن الديوتيريوم يؤدي إلى انخفاض كبير في القيم ويعزى ذلك إلى انخفاض طاقة النقطة الصفرية وضعف التآثر التعاوني في النظام. تسلط هذه النتائج الضوء على تأثير الاستبدال بالديوتيريوم على سلوك التحول الدوراني، كما تمهد الطريق للعمل المستقبلي من خلال تحضير مركبات معالجة بالكامل بالديوتيريوم وتحليل البلورات المفردة.

كلمات الباحثين

Deuteration Effect, Spin Crossover, Coordination Compounds, Magnetic Properties, Phase Transition.

إشراف وإعداد

الإشراف

Karen Friese, Zafer Hawash

الإعداد

Eman Raddad

الاقتباسات الببليوغرافية