Compuestos de coordinación de tecnecio y renio: síntesis, caracterización estructural y estudio magnético

Abstract

La presente Tesis Doctoral se recoge en el formato de redacción por capítulos. En cumplimiento de la reglamentación, esta sección expone el resumen global de la temática, resultados y conclusiones extraídas de los mismos. El trabajo llevado a cabo en el marco de esta tesis se desarrolla en el campo del Magnetismo Molecular y la Química de Coordinación. El interés general en este campo está dirigido hacia el diseño, la preparación y la caracterización magnética de moléculas aisladas o ensambladas en estructuras mono, bi o tridimensionales. El trabajo ha sido dirigido hacia el estudio de las interacciones de canje entre portadores de espín, de fenómenos de ordenamiento magnético en especies extendidas, así como hacia la relajación lenta de la magnetización observada en moléculas aisladas. El interés a nivel básico en la comprensión y control de los factores que gobiernan estos fenómenos, así como su potencial aplicación en futuras tecnologías como computación cuántica o espintrónica han impulsado el campo del Magnetismo Molecular. El estudio sistemático de las propiedades magnéticas de nuevos compuestos resulta entonces fundamental para avanzar en este sentido. La mayor parte de los estudios realizados involucran compuestos de iones de metales de transición 3d y lantánidos. Los iones de los metales de la segunda y tercera serie de transición han sido relativamente poco estudiados. En este contexto, la investigación desarrollada en esta Tesis doctoral se ha enfocado en la síntesis, caracterización estructural y el estudio de las propiedades magnéticas de sistemas basados en renio y tecnecio. El primero es un metal de la tercera serie de transición (5d) mientras que el segundo pertenece a la segunda serie (4d), ambos elementos del grupo 7 de la tabla periódica. El renio ha sido seleccionado por sus altos valores de anisotropía magnética y de espín que pueden presentar algunos de sus iones, en particular el ReIV. Por su parte, no se han reportado hasta el momento estudios magnéticos sistemáticos de compuestos de coordinación basados en tecnecio, de manera que se ha propuesto introducir al tecnecio como elemento al área del Magnetismo Molecular. Para ello se toman como referencia de estudio y comparación resultados previamente reportados para especies análogas basadas en renio. Los principales objetivos de esta tesis procuran ampliar el conocimiento sobre la química y las propiedades magnéticas de sistemas basados en ReIV, así como llevar adelante los primeros estudios magnéticos sistemáticos realizados sobre compuestos de coordinación de tecnecio. ix Así, hemos estudiado y ajustado los principales parámetros que definen las propiedades magnéticas de las especies mononucleares ReIV, algunas de las cuales fueron a su vez utilizadas como metaloligandos hacia CuII y lantánidos. Asimismo, se procuró estudiar la estructura y propiedades magnéticas de diferentes compuestos de tecnecio utilizando principalmente los haluros F- , Cl- y Br- como ligandos, ampliándose en algunos casos al uso de isotiocianato y oxalato. Como en todos los casos se esperaba obtener especies aniónicas, se emplearon diferentes tipos de cationes. Esto nos ha permitido aislar los complejos mononucleares en diferentes tipos de redes cristalinas, lo cual ha dado lugar a la observación de diferentes fenómenos magnéticos en función de la existencia y magnitud de las interacciones entre los portadores de espín. Por otra parte, se ha trabajado en el análisis de propiedades magnéticas de compuestos de tecnecio(VI) y renio(VI). Los resultados obtenidos con estos sistemas representan los primeros estudios magnéticos reportados para los elementos en este estado de oxidación. De esta forma, se han estudiado las propiedades estructurales y magnéticas de 35 compuestos basados en renio y en tecnecio en diferentes estados de oxidación. Un aporte significativo de esta tesis es la introducción de los sistemas basados en tecnecio al área del Magnetismo Molecular. Asimismo, resultan destacables otros resultados como los obtenidos en el estudio de los SIMs (Single Ion Magnets) de ReIV donde, entre otras cosas, se reporta la mayor barrera de energía medida hasta el momento para un SIM de renio. También es destacable la caracterización de los primeros SIMs basados en tecnecio, los primeros estudios de canje magnético entre un ion 5d y un 3d a puente azol, y los primeros sistemas ReIV-4f que presentan simultáneamente un fenómeno de spin canting y relajación lenta de la magnetización. Por todo lo antes expuesto, los resultados obtenidos en esta tesis justifican la continuidad y profundización en el estudio magnetoestructural de compuestos de tecnecio y renio, tanto en la búsqueda de nuevos SIMs, así como en el uso de metaloligandos de Tc y Re hacia otros iones metálicos de interés, tanto 3d como lantánidos. La posibilidad de comparar resultados entre ambos metales permitirá continuar el trabajo comenzado, dirigido a verificar y cuantificar tendencias periódicas previamente esperadas.