Zeitschrift für Physikalische Chemie und Biophysik
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Abstrakt

Ein neuer mononuklearer Komplex: Struktur, Schwingung (FT-IR und Raman), Hirshfeld-Oberflächenanalyse, elektrische Eigenschaften und Ersatzschaltbild

Nejla Chihaoui, Besma Hamdi, Abdelhamid Ben Salah und Ridha Zouari

Ziel der vorliegenden Arbeit ist es, die Synthese, Kristallstruktur und Eigenschaften der Verbindung Zn(C7H5NO4)Cl2.H2O zu entwickeln, die durch Schwingungsstudien, thermische Analysen und dielektrische Messungen untersucht wurde. Die Röntgenbeugungsuntersuchung an einem Einkristall zeigt, dass die untersuchte Verbindung im orthorhombischen System mit der Raumgruppe Pnna gemäß den folgenden Gitterparametern kristallisiert: a = 13,8816(4) Å, b = 10,3602(3) Å, c = 7,8967(2) Å und Z = 4. Das Vorhandensein der wichtigsten funktionellen Gruppen im Molekül wurde bereits durch eine Fourier-Transform-Infrarot-Analyse (FT-IR) bestätigt. Das thermische Verhalten dieser Probe, das durch TGA und DSC untersucht wurde, weist zwei Anomalien bei 345 und 386 K auf. Die Wasserstoffbrücken spielen eine bedeutende Rolle bei der Stabilisierung der Struktur. Zu einer solchen parallel verschobenen Struktur tragen auch π-σ nichtkovalente Wechselwirkungen bei (CH…π und CO…π-Stapelung zwischen den CH-Gruppen und CO-Gruppen mit den Benzolringen). Der Ligand der Dipicolonsäure (2,6-Pyridindicarbonsäure) koordiniert als dreizähniger Ligand an die Zn(II)-Ionen über ein Stickstoffatom eines Pyridinrings, zwei Sauerstoffatome einer Carboxylgruppe und zwei Chloridatome. Zur genauen Untersuchung der Molekülformen wurde die Hirshfeld-Oberflächenanalyse der intermolekularen Wechselwirkungen in Kristallstrukturen verwendet. Die charakteristischen Merkmale von 13C-Festkörper-CP/MAS-NMR-Anwendungen zeigten fünf isotrope Resonanzen, welche die durch XRD ermittelte Struktur bestätigten. Es werden seine dielektrischen Eigenschaften als Funktion von Temperatur und Frequenz in den Bereichen von 298–418 K und 209 Hz–5 MHz gemessen. Die Cole-Cole-Diagramme (Z' gegenüber Z'') werden durch Anpassung an ein äquivalentes elektrisches Schaltungsmodell analysiert, das aus Schaltungselementen besteht; Korn, Korngrenze, Polarisation der Elektroden-Feststoff-Grenzfläche und Warburg-Widerstand. Jedes Schaltungselement besteht aus einem parallelen Kombinationswiderstand (R) und konstanten Phasenelementen (CPE). Die Kornleitfähigkeit sowie die Aktivierungsenergie in Abhängigkeit von der Temperatur wurden mittels Impedanztechnik untersucht, neben der Aktivierungsenergie aufgrund der Relaxationszeit als Funktion der Temperatur. Dabei zeigten sich zwei Anomalien, die auch von TGA und DSC erkannt wurden. Sie könnten nicht nur durch einen Phasenübergang und Neuorientierungssprünge zwischen gleichwertigen Stellen bei 343 K, sondern auch durch das Verschwinden des Wassermoleküls der Struktur bei 388 K erklärt werden.