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Chemical preparation, crystal structure, Hirshfeld surface analysis, spectroscopy, DFT studies, thermal decomposition and magnetic measurements of (C4H12N2)[FeCl3(H2O)3]Cl2
Inorganic Chemistry Communications ( IF 3.8 ) Pub Date : 2020-02-01 , DOI: 10.1016/j.inoche.2019.107748
Ines Kadri , Slim Elleuch , Carlos Jose Tavares , Manuel Bañobre-López , Michel François , Walid Rekik

Abstract The title compound is an organic-inorganic hybrid material of formula (C4H12N2)[FeCl3(H2O)3]Cl2. The single crystal X-ray diffraction investigation reveals that the studied compound crystallizes in the monoclinic system, space group P21/m with the following unit cell dimensions: a = 6.8890(16) A, b = 16.0298(38) A, c = 7.0524(17) A, β = 112.819(5)°, V = 717.8(3) A3 and Z = 4. The crystal structure, refined down to R = 0.05, is composed of [FeCl3(H2O)3] octahedra, piperazinediium cations and chloride anions. The structure cohesion is achieved by hydrogen bonds established between the different entities. The 0D structure can be described as an alternation between organic and inorganic pseudo layers along the crystallographic b-axis. Raman and infrared spectra of the title compound were recorded in the range of 50–4000 and 400–4000 cm-1, respectively. For more reliability, Density Functional Theory calculations were performed in order to check the molecular structure and the vibrational spectra of the investigated molecule in the ground state. Good agreement between calculated structural parameters and single crystal XRD data leading to an appropriate assignment of the IR and Raman observed vibrational modes. The thermal behavior of the compound, studied by TG, showed that the successive decomposition stages of precursor lead to the formation of intermediate phases during heating giving rise to the iron oxide as a final product at 900 °C. The magnetic measurements show that the title compound is predominantly paramagnetic with antiferromagnetic interactions.

中文翻译:

(C4H12N2)[FeCl3(H2O)3]Cl2 的化学制备、晶体结构、Hirshfeld 表面分析、光谱学、DFT 研究、热分解和磁测量

摘要 标题化合物是式 (C4H12N2)[FeCl3(H2O)3]Cl2 的有机-无机杂化材料。单晶 X 射线衍射研究表明,所研究的化合物在单斜晶系中结晶,空间群 P21/m,晶胞尺寸如下:a = 6.8890(16) A, b = 16.0298(38) A, c = 7.0524 (17) A, β = 112.819(5)°, V = 717.8(3) A3 和 Z = 4. 晶体结构,细化至 R = 0.05,由 [FeCl3(H2O)3] 八面体、哌嗪二鎓阳离子组成和氯阴离子。结构内聚是通过不同实体之间建立的氢键实现的。0D 结构可以描述为沿晶体学 b 轴的有机和无机伪层之间的交替。在 50-4000 和 400-4000 cm-1 范围内记录了标题化合物的拉曼光谱和红外光谱,分别。为了获得更高的可靠性,进行了密度泛函理论计算,以检查分子结构和基态下所研究分子的振动光谱。计算出的结构参数和单晶 XRD 数据之间的良好一致性导致了 IR 和拉曼观察到的振动模式的适当分配。TG 研究的化合物的热行为表明,前体的连续分解阶段导致在加热过程中形成中间相,从而在 900 °C 下生成氧化铁作为最终产物。磁性测量表明标题化合物主要是具有反铁磁相互作用的顺磁性。进行密度泛函理论计算以检查分子结构和基态下所研究分子的振动光谱。计算出的结构参数和单晶 XRD 数据之间的良好一致性导致了 IR 和拉曼观察到的振动模式的适当分配。TG 研究的化合物的热行为表明,前体的连续分解阶段导致在加热过程中形成中间相,从而在 900 °C 下生成氧化铁作为最终产物。磁性测量表明标题化合物主要是具有反铁磁相互作用的顺磁性。进行密度泛函理论计算以检查分子结构和基态下所研究分子的振动光谱。计算出的结构参数和单晶 XRD 数据之间的良好一致性导致了 IR 和拉曼观察到的振动模式的适当分配。TG 研究的化合物的热行为表明,前体的连续分解阶段导致在加热过程中形成中间相,从而在 900 °C 下生成氧化铁作为最终产物。磁性测量表明标题化合物主要是具有反铁磁相互作用的顺磁性。计算出的结构参数和单晶 XRD 数据之间的良好一致性导致了 IR 和拉曼观察到的振动模式的适当分配。TG 研究的化合物的热行为表明,前体的连续分解阶段导致在加热过程中形成中间相,从而在 900 °C 下生成氧化铁作为最终产物。磁性测量表明标题化合物主要是具有反铁磁相互作用的顺磁性。计算出的结构参数和单晶 XRD 数据之间的良好一致性导致了 IR 和拉曼观察到的振动模式的适当分配。TG 研究的化合物的热行为表明,前体的连续分解阶段导致在加热过程中形成中间相,从而在 900 °C 下生成氧化铁作为最终产物。磁性测量表明标题化合物主要是具有反铁磁相互作用的顺磁性。
更新日期:2020-02-01
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