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

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4.3. Reazione tra C60 ed AsF5 ! mol (emu/mol) 0.2 0.15 0.1 0.05 0 C 60 (AsF 6 ) 2 , 5 T Fit di Curie!Weiss Andamento atteso per J=1 0 50 100 150 200 250 300 Temperatura (K) Figura 69: Comportamento magnetico di C60(AsF6)2. In figura è riportato anche l’andamento atteso per un stato di spin uguale a 1, risulta evidente che il composto sintetizzato non presenta tale comportamento. Curie-Weiss: χ = C T −Tc + χ0 (9) dove C è la costante di Curie-Weiss, Tc è la temperatura critica e χ0 è la componente della suscettività magnetica indipendente dalla temperatura. Tuttavia il valore di C ricavato dal fit dei dati è estremamente basso, pari a 0,0147 emu · K/mole (gli altri valori del fit sono: Tc = -7,6 K, χ0 = -1,97·10 −4 emu/mole) compatibile solo con la presenza di impurezze paramagnetiche. Il comportamento magnetico intrinseco di C60(AsF6)2 risulta quindi dato dalla suscettività χ0, diamagnetica. 4.3.4 Considerazioni A questo punto è necessario è necessario riepilogare i dati ottenuti per trarre alcune conclu- sioni. L’analisi elementare del campione sintetizzato, eseguita mediante ICP-OES, ha rilevato la presenza di una quantità pari al 12% di As in quest’ultimo. Lo studio delle soluzioni, im- piegate per l’analisi quantitativa, mediante NMR 75 As ha permesso di evidenziare la presenza 75
76 4. Risultati e Discussione di AsF − 6 Figura 70: Spettro Raman preliminare di C60(AsF6)2. in esse e di assegnarvi univocamente il quantitativo di As determinato. Pertanto è ragionevole dedurre che il composto presenta la stechiometria C60(AsF6)2 e che quindi il C60, nel materiale policristallino sintetizzato, è presente come dicatione. La presenza di quest’ultimo è stata comprovata verificandone il comportamento di acido diprotico forte mediante misure di pH sulle soluzioni analizzate all’ICP-OES. Lo studio dello spettro 13 C NMR, del composto sintetizzato, ha permesso di rilevare la presenza di atomi di carbonio ibridizzati sp 3 ; questo spiega, senza dubbio, il comportamento di diamagnete isolante di C60(AsF6)2, succes- sivamente confermato dalla magnetometria SQUID. Avendo escluso la presenza di eventuali specie fluorurate del C60, mediante 19 F NMR, la presenza di atomi di C ibridizzati sp 3 può essere spiegata ammettendo che il composto possa avere natura polimerica. Considerando la spiccata tendenza alla polimerizzazione del fullerene, sia allo stato neutro che sottoforma di fullerite anionica, questa ipotesi appare probabile. Non di meno è necessario tenere presente la natura di forte acido di Lewis di C 2+ 60 che, se da un lato non dovrebbe interagire con AsF − 6 per i motivi descritti nel paragrafo 2.4.2, potrebbe comunque interagire col vasto sistema π coniugato di altre molecole di fullerene, realizzando così un polimero. La possibile presenza di polimerizzazione tra le unità di C60 in C60(AsF6)2 sembra essere confermata anche da uno studio preliminare di spettroscopia Raman su quest’ultimo. Infatti nello spettro Raman, registrato nelle condizioni descritte nel paragrafo 4.5, (figura
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