[发明专利]吡唑-3-甲酸铜配合物的晶体结构及其磁性质

说明书

本发明公开了吡唑‑3‑甲酸铜配合物的晶体结构及其磁性质研究。该铜配合物属于正交晶系，空间群为Pcab，中心金属离子为Cu(II)离子。该配合物最小结构单元包含两个Cu(ΙΙ)离子，两个个4‑苯基吡啶中性分子，两个吡唑‑3‑甲酸阴离子和两个游离的水分子。磁性研究表明该配合物中Cu(II)离子之间存在弱的反铁磁相互作用。本发明成功的合成了吡‑3‑甲酸铜配合物并培养出单晶，解析其晶体结构，进行了变温磁化率测试，为磁性材料的研究与应用提供了一定的依据。

技术领域

本发明属于配合物性质研究技术领域，特别涉及一种吡唑-3-甲酸铜配合物的晶体结构及其磁性质研究。

背景技术

羧基在磁性配合物中是一种优异的桥联基团，其能够通过单齿、桥式双齿、鳌合双齿等配位模式与金属中心离子合成单核、多核、链状或层状配合物。另外。羧基上氧原子还可参与形成氢键，有利于配合物骨架更加稳定。因此有机羧酸配体被广泛用于合成结构优异且具有特殊性质的配合物，研究者们采用芳香羧酸类配体和金属离子配位合成具有应用价值或潜在价值的配合物。

分子基磁体是通过化学方法将自旋载体通过桥连配体以特定的方式组合而形成的具有自发磁化行为的化合物，在量子计算、高密度信息储存、光磁和电磁材料等领域备受重视，有望成为新一代的磁性材料。配合物磁性的研究已成为跨越物理、化学、材料科学和生命科学等诸多学科的最为活跃的前沿研究领域之一。

发明内容

本发明的目的是提供吡唑-3-甲酸铜配合物的结构及其磁性质。

本发明的思路：利用吡唑-3-甲酸、4-苯基吡啶为配体与三水合硝酸铜通过水热法获得铜配合物。

吡唑-3-甲酸铜配合物的结构见附图1。该配合物属于正交晶系，空间群为Pcab，中心金属离子为Cu(II)离子，晶胞参数：α＝90°，β＝90°，γ＝90°，Z＝8，D_c＝1.647g·cm^-3，μ＝1.58mm^-1，F(000)＝1416。配合物最小结构单元包含两个Cu(ΙΙ)离子，两个吡唑-3-甲酸阴离子，两个4-苯基吡啶中性分子和两个游离的水分子。金属中心Cu(II)离子均是五配位的，五个配位原子在中心离子周围形成了不规则的四方锥构型。吡唑-3-甲酸通过四齿螯合桥连的方式与金属Cu(II)离子配位，4-苯基吡啶通过单齿的形式与金属离子Cu(II)离子配位，共同构成了该配合物的二维层状结构，通过层与层之间的4-苯基吡啶的π-π堆积作用，构成了该配合物的三维结构。

铜配合物的磁性质研究：

吡唑-3-甲酸铜配合物的磁性研究如附图2所示，在1000Oe的外加磁场下，在300-2K温度范围内测定配合物的变温磁化率。在300K时，χ_MT为0.755cm³·K·mol^-1，接近于两个未发生耦合作用的高自旋Cu(II)(S＝1/2,g＝2.0)的理论自旋值0.750cm³·K·mol^-1。随着温度的不断降低，χ_MT值呈下降趋势，温度降到2K时达到最小值0.006cm³·K·mol^-1，这表明配合物中Cu(II)离子之间存在一定程度的反铁磁相互作用。对配合物的χ_M^-1-T在50-300K范围内进行线性拟合，可知其符合居里-外斯定律[χ_M＝C/(T-θ)]，计算得到居里常数C＝2.11cm³·K·mol^-1，外斯常数θ＝-535.6K，θ0，证明配合物Cu(II)离子之间存在弱的反铁磁相互作用。

本发明成功的合成了吡唑-3-甲酸铜配合物并培养出单晶，解析了其晶体结构，并进行了变温磁化率测试，为磁性材料的研究与应用提供了一定的依据。

附图说明

图1是本发明的吡唑-3-甲酸铜配合物分子结构图。