Studio della forma di riga del K3C60 - Dipartimento di Fisica e ...

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4.3. Reazione tra C60 ed AsF5 Intensità (u.a.) 1.6 1.4 1.2 1 0.8 0.6 0.4 0.2 0 !0.2 dati a 80 K fit 1 a gaussiana: C60 non reagito 2 a gaussiana: contributo dei carboni sp3 tensore di chemical shift del C60 allargato offset tensore di chemical shift del C60 funzione di allargamento gaussiana 0 50 100 150 Frequenza (ppm) 200 250 300 Figura 67: Spettro NMR del 13 C di C60(AsF6)2. avrà modo di apprendere nel paragrafo successivo, la presenza di specie C60Fn nel composto sintetizzato è stata esclusa mediante NMR del 19 F allo stato solido. 4.3.2 Analisi NMR del 13 C e del 19 F Data l’esigenza di escludere la presenza di eventuali specie fluorurate del C60 e la necessità di meglio comprendere le caratteristiche del composto sintetizzato è stata eseguita la carat- terizzazione NMR del 13 C e del 19 F allo stato solido. In presenza di specie fluorurate del C60 ci si deve aspettare un segnale NMR del 19 F nel intervallo che va da ∼-140 ppm a ∼- 160 ppm (riferimento CF Cl3) la cui molteplicità può variare dipendentemente dagli isomeri osservati [22, 7]. Inoltre la presenza di legami C-F si può rilevare anche dal NMR del 13 C, infatti un legame diretto C-F implica la reibridizzazione dell’atomo di carbonio coinvolto nel legame ad sp 3 , come descritto nel paragrafo 3.7, e quindi impone la comparsa di un segnale a ∼70 ppm dal TMS. In figura 67 è riportato lo spettro del 13 C di C60(AsF6)2 ottenuto con la strumentazione e nelle condizioni descritte nel paragrafo 4.5. Lo spettro mostra la presenza di tre componenti: una data da un tensore di polveri con σiso ∼156 ppm e due componenti gaussiane centrate rispettivamente a ∼75 ppm e ∼143 ppm rispetto al TMS. La prima componente è stata attribuita alla presenza di atomi di Carbonio ibridizzati sp 2 come atteso nel caso dei composti di intercalazione del fullerene a carattere isolante [35]. La componente gaussiana a ∼75 ppm è attribuibile ad atomi di 73
74 4. Risultati e Discussione Intensità normalizzata 1 0.9 0.8 0.7 0.6 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1 0 200 100 0 !100 Frequenza (ppm) Figura 68: Spettro NMR del 19 F di C60(AsF6)2. C 60 (AsF 6 ) 2 !200 Carbonio che presentano ibridizzazione sp 3 pertanto è ragionevole concludere che parte degli atomi di C del C60 in C60(AsF6)2 presentino quest’ibridizzazione. Inoltre, l’analisi del profilo di riga, ha permesso di evidenziare la presenza di una modesta quantità di C60 che non ha reagito, probabilmente amorfo (componente gaussiana a ∼143 ppm). La presenza di atomi di Carbonio ibridizzati sp 3 potrebbe indurre, come discusso precedentemente, alla conclusione che siano presenti specie fluorurate del fullerene. Tuttavia lo spettro NMR del 19 F di C60(AsF6)2, ottenuto nelle condizioni descritte nel paragrafo 4.5, non rende possibile questa eventualità in quanto presenta un unico segnale centrato a ∼-59 ppm (riferimento CF Cl3) attribuito, senza dubbi, all’anione AsF − 6 [21]. 4.3.3 Studio del Comportamento Magnetico di C60(AsF6)2 Il comportamento magnetico di C60(AsF6)2 è stato studiato mediante magnetometria SQUID (paragrafo 3.6). Lo studio del comportamento magnetico del campione sintetizzato è fonda- mentale per dedurne le proprietà di trasporto, come discusso nel paragrafo 1.10. D’altro canto la scoperta di atomi di C ibridizzati sp 3 , mediante NMR allo stato solido del 13 C, non lascia presupporre la possibilità di un comportamento superconduttore per i motivi citati nel paragrafo 1.10. Le misure SQUID confermano questa ipotesi evidenziando un comportamento del campione Diamagnetico (figura 69). Di fatto i dati seguono un andamento tipo
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