Síntesis y caracterización físico-química de nuevos compuestos halometalatos híbridos orgánico-inorgánicos

Abstract

El objetivo de esta tesis fue la síntesis y caracterización de diferentes complejos híbridos orgánico-inorgánicos tetra-haloferratos, gracias a un amplio abanico de técnicas experimentales: difracción de rayos X y neutrones, SQUID, PPMS, DSC, PFM, espectroscopía de impedancia electroquímica, PFM, etc. Para ello, se estudiaron tres nuevos compuestos híbridos tetra-haloferratos basados en imidazolium: (1,2,3-trimetilimidazolium)[FeCl4], (1,2,3-trimetilimidazolium)[FeBr4] y una serie de soluciones sólidas con fórmula (1,3-dimetilimidazolium)[Fe(BrxCl1−x)4]. También se estudiaron compuestos basados en el catión quinuclidinium: (quinuclidinium)[FeCl4] y (R-(-)-3-hydroxyquinuclidinium)[FeCl4]. Los resultados obtenidos muestran que todos los compuestos estudiados sufren múltiples transiciones de fase antes de fundir, debido al carácter débil de las fuerzas que construyen la estructura. Además, todos presentan orden magnético de largo alcance a baja temperatura. La estructura magnética es antiferromagnética, con las interacciones más probables teniendo lugar a través del camino de super-canje Fe−X· · ·X−Fe (X = Cl o Br). Además, se midieron las propiedades catalíticas en la glicólisis del PET para los compuestos basados en imidazolium y las propiedades dieléctricas en los compuestos basados en quinuclidinium.

The goal of this thesis was the synthesis and characterization of different hybrid organic-inorganic tetra haloferrate complexes thanks to a wide variety of experimental techniques: X-Ray and neuron diffraction, SQUID, PPMS, DSC, electrochemical impedance spectroscopy, PFM, etc. In order to achieve this aim, we studied three new hybrid tetra-haloferrate compounds based on imidazolium: (1,2,3-trimetilimidazolium)[FeCl4], (1,2,3-trimetilimidazolium)[FeBr4] and a series of solid solutions with formula (1,3-dimetilimidazolium)[Fe(BrxCl1−x)4]. We also studied compounds based on quinuclidinium cation; (quinuclidinium)[FeCl4] and (R-(-)-3-hydroxyquinuclidinium)[FeCl4]. The obtained results show that all the studied compounds suffer many phase transitions before melting due to the weak character of the forces that build up the structure. Furthermore, all of them present long-range magnetic order at low temperature. The magnetic structure is antiferromagnetic, with the most probable interactions taking place through the Fe−X· · ·X−Fe (X = Cl or Br) super exchange coupling. Besides, the catalytic properties for the imidazolium-based compounds in the PET glycolysis and the dielectric properties for the quinuclidinium-based compounds were also studied.