Bazı oksalik ve tartarik asit bileşiklerinde elektron paramagnetik rezonans incelemesi

Abstract

ÖZET Bu çalışmada, kadmiyum oksalat trihidrat (CdC-O-. SHjO), kadmiyum tartarat pentahidrat (CdC4H4Og.5HpO) ve stronsi yum tartarat trihidrat (SrC4H4Og.3H20) bileşiklerinin tek kristallerine önce Cu+2, sonra da Mn+2 geçiş elementi iyonları katkılanarak, bu kristallerin elektrik alan simetrileri ve katkı iyonlarının kristal örgüde yaptığı bağların özellikleri Elektron Paramagnetik Rezonans (EPR) tekniği ile incelendi. üzerinde EPR çalışması yapılan bu bileşiklerin tek kristalleri, çözünürlüklerinin düşük olmasından dolayı, çözeltilerinden buharlaştırma yoluyla elde edilemediğinden, kendimizin geliştirdiği basit bir yöntemle elde edildi. Bu yöntemde, istenen bileşiği elde etmek için gerekli olan başlangıç maddelerinin iki ayrı erlerideki çözeltilerinin iyonları, içi su dolu bir cam boru aracılığı ile, birbirleri üzerine yavaş difüzyona bırakılarak, EPR incelemeleri için uygun tek kristallerin büyümesi sağlandı. Elde edilen bu kristallerin kristalografik eksen ve yüzeyleri x-ışınları yöntemiyle tayin edildi. EPR spektrumları, Varian E-L spektrometresi kullanılarak alındı. Mn katkılı örnekler oda sıcaklığında gözlenebilecek şiddette ayrıntılı spektrum verirken, Cu+2 katkılı örneklerde sıvı azot sıcaklığına inmeye gerek duyuldu. Alınan bu spektrumlardan, incelenen örneklerde saf sizlik iyonlarının oturduğu noktalardaki kristal elektrik alanınınorta şiddette ve rombik simetride olduğu, Cu+2. iyonunun 25/2 taban durumunda, Mn+2 iyonunun ise, yüksek spin durumuna karşı gelen 6S5/2 taban durumunda olduğu görüldü. Cu+2 katkılı örneklerin tüm yönelmeler için alman spektrumları -ayni anda işleme sokularak- en küçük kareler yöntemiyle literatürde verilen özenerji ifadelerine fit edilerek, bu iyonun spin Hamiltoniyen parametre değerleri bulundu. Mn+2 katkılı örneklerde ise pertürbasyon tekniği iyi sonuç vermediği için, yine kendi geliştirdiğimiz uygun bir hesap yöntemi ile bulduğumuz özenerji ifadelerine spektrumlar fit edilerek, spin Hamiltoniyen parametre değerleri bulundu. Bulunan bu parametrelerden hareketle yapılan hesaplamalar; Mn+2 iyonunun bu bileşiklerde yaptığı bağların %90'ın üzerinde iyonik, Cu+2 iyonunun yaptığı bağların ise, özellikle kadmiyumlu bileşiklerde, % 50' ye varan - oranlarda kovalent karakterde olduğu görüldü. Ayrıca kadmiyumlu bileşiklerde D parametresinin, benzer bileşikler için literatürde verilen değerlerin en büyüğü olduğu ve kristal elektrik alanının incelediğimiz örneklerde oldukça anizotropik karakterde olduğu gözlendi.