Tek kristallerde aşırı ince yapı etkileşmelerinin EPR yöntemi ile incelenmesi

Abstract

ÖZET Bu çalışmada, y ışınlarıyla ışınlanmış magnezyum asetat {Mg(CH3COO)2 4H20} ve kadmiyum asetat {Cd(CH3COO)2 2H20} tek kristallerinde oluşan serbest kökçelerde, aşırı ince yapı etkileşmeleri Elektron Paramanyetik Resonans (EPR) yöntemiyle incelenmiştir. Magnesyum asetatta, yönelmeleri farklı olan iki.CH2COO~ iyonik kökçesi gözlenmiştir. Düzlemsel yapıda o- lan.CH2COO~ kökçesindeki iki protonun oda sıcaklığında eşdeğer ve alçak sıcaklıklarda eşdeğer olmadıkları görül müştür. Bu durum.CH-COO- iyonik kökçesindeki CH2 grubu nun C-C bağı çevresinde, oda sıcaklığında hızlı ve alçak sıcaklıklarda yavaş dönme hareketi yaptığını göstermekte dir. Her iki kökçe için g ve T tensör ler i ve bu tensör le rin kristalde seçilen x,y,z eksenlerine göre yönelmeleri saptanmıştır. Oda sıcaklığında gözlenen her iki merkezde ki bağlaşımsız elektron kökçe düzlemine dik p yörüngesi- z ne yerleşmiş ve spin yoğunluğu, McConnel eşitliğinden ya rarlanılarak 0,96 bulunmuştur. Kadmiyum asetatta CIUCOO` anyon kökçesi gözlenmiş tir. Metil protonlarının birisinin büyük yarılma, diğer ikisinin zayıf yarılma verdiği görülmüştür. Zayıf yarılma ların yönelmeyle değişimi karmaşık olduğundan sadece bü yük yarılmalar için g ve T tensör ler i saptanmıştır. Oda sıcaklığında yapılan y ışınlamalarına ek olarak, kadmiyum asetat tek kristalleri sıvı azot sıcaklığında da ışınlan mış ve gözlenen EPR spektrumlarının oda sıcaklığında ışın-IV lanan kristallerin verdiği spektrumlarla aynı olduğu gö rülmüştür. Her iki tek kristalde elde edilen kökçelerde, de neysel olarak gözlenen manyetik özellikler, diğer metal asetatlarda yapılan çalışmaların sonuçlarıyla karşılaştı rılmış ve uyum içinde oldukları görülmüştür.

ABSTRACT In this investigation, hyperfine interactions in: radia tion induced free radicals in magnesium acetate {Mg(CH3COO) 2» 411-0} and cadmium acetate {Cd (CH3COO) 2.2H20} single crystals were studied by Electron Paramagnetic Resonance (EPR) technique. Single crystals under investigation, were ir-. 60 radiated by yrays by using a Co source at room tem perature. In order to determine structures of the free radicals, EPR spectra were observed at different magnetic field orientations and at different temperatures. Experimental results showed that there were two chemically equivalent but magnetically inequivalent sites in magnesium acetate and only one observable paramagnetic site in cadmium acetate single crystals. It was also concluded that the induced species in magnesium and cad mium acetate single crystals were.CH2C00 ionic radical and.CH^COO anion, respectively. When the variations of the EPR spectra of the,CH2C00 free radical with respect to temperatures were investigated, it has been observed that two protons were equivalent at room temperature resulting a triplet spec trum in the ratio of 1:2:1 and were not equivalent at low temperatures resulting a quartet spectrum in the ratio of 1:1:1:1. These results show that the radical.CH2C00 is rigid at low temperatures but undergoes reorientationVI about the C-C bond at higher temperatures. In the case of cadmium acetate single crystals, the methyl group does not rapidly reorient even at room temperature. Consequent ly, the doublet spectrum observed in cadmium acetate sing le crystal would result only if the three- methyl protons were at angles near 0,120 and 240. This would a large splitting for the proton at 0° and two small splittings for the protons at 120 and 240°. The results obtained in this work were compared with the results which are shown in the literature obtain ed for similar acetate complexes, and were found to be in good agreement.