Nouveaux squarates de vanadium (+III et +IV) : structures ouvertes d'oxalates de lanthanide (+III) et d'amines protonées

par Antoneta Mohanu

Thèse de doctorat en Sciences des matériaux

Sous la direction de Jean-Christian Trombe et de Chantal Brouca-Cabarrecq.

Soutenue en 2005

à Toulouse 3 .

mots clés

• Vanadium
• Lanthanide
• Squarate
• Oxalate
• Cation aminé
• Synthèse hydrothermale
• Structure Ouverte
• Vanadium
• Lanthanide
• Squarate
• Oxalate
• Amine
• Hydrothermal synthesis
• Open-framework
• Vanadium -- Composés organiques -- Propriétés magnétiques
• Lanthane -- Composés
• Métaux des terres rares -- Composés
• Oxydes des métaux de transition
• Synthèse hydrothermale
• Cristallochimie

Résumé

Ce travail a consisté à synthétiser, par voie hydrothermale, des squarates de vanadium et des oxalates de lanthanide et d'amines protonées. Les composés ont été caractérisés par diffraction des rayons X sur mono-cristaux, par spectroscopie infrarouge et analyse thermique. Trois nouveaux squarates de vanadium ont été obtenus, deux dimères et un feuillet. Ce dernier présente des chaînes infinies. . . V-F. . . Reliées par des ligands squarate. Le premier composé développe des interactions ferromagnétiques et le dernier des interactions antiferromagnétiques. Dix structures originales, très ouvertes, à base d'oxalates de lanthanide en présence d'agents structurants de type amine ont été obtenues. Le réseau hôte forme des tunnels s'interpénétrant à section carrée, pentagonale et hexagonale. A l'intérieur de ces tunnels se logent les cations aminés et les molécules d'eau libres. Le processus de déshydratation de la famille (CN3H6)2[Ln2(H2O)2(C2O4)4],3H2O est partiellement réversible.

Titre traduit

New vanadium (+III and +IV) squarate. Open-framework lanthanide (+III) and protonated amine oxalates

Résumé

In this work, are grown by hydrothermal synthesis some single crystals of three new vanadium squarates and ten new open-framework lanthanide oxalates containing as a template the protonated amine. All the compounds were characterized by X-ray diffraction, infrared spectroscopy and thermal analysis. The first two structures of vanadium squarates consist of dimeric species. Concerning the third one, it is a layer where the vanadium atom is bound to two fluorides leading to infinite chains, connected by squarate ligands. Ferromagnetic interactions are present for the first dimeric species and antiferromagnetic interactions for the layer. Concerning the lanthanide oxalates, the host frame leads to a very open-architecture with partially intersecting channels of cross-section either square or pentagonal or hexagonal. The amine-cations and the free water molecules are localized within these channels. The dehydration process of the family (CN3H6)2[Ln2(H2O)2(C2O4)4]. 3H2O is partially reversible.