Resolución y refinamiento de estructuras cristalinas a partir de datos de difracción de rayos-x en polvos

Abstract

La presente tesis está enmarcada dentro del campo del estudio estructural de materiales moleculares. En este contexto, los materiales basados en moléculas están suscitando una enorme atención ya que exhiben propiedades de interés tecnológico con aplicaciones de diversa índole, como la catálisis heterogénea con amplio protagonismo en la industria química en general y petroquímica en particular, procesos de separación de mezclas de gases, almacenamiento de hidrógeno, remediación ambiental orientada a la adsorción de especies tóxicas, purificación de aire, adsorción y secuestro de metales pesados, entre otros. El estudio a nivel atómico de las propiedades estructurales, permitirá prever el comportamiento del material para la aplicación dada. En este trabajo se enfatizan las capacidades de la técnica de difracción de rayos – X para la resolución de estructuras de materiales policristalinos a partir de datos registrados usando fuente de radiación sincrotron y radiación convencional. Se analiza el alcance y las estrategias de resolución sobre una serie de compuestos. A lo largo del trabajo se ha intentado destacar aquellos pasos más relevantes en todo el proceso de determinación estructural. Como aplicación de la estrategia desarrollada, se han determinado las estructuras de tres compuestos de la familia de laminares mixtos de estequiometria TAxTB1-x(H2O)2[Ni(CN)4]·H2O (T = Co, Mn, Cu y Ni), a partir de información de compuestos isoestructurales ya reportados. Por otra parte se reporta la estructura de dos compuestos de derivados del 2 - etilimidazolato de zinc cuyos resultados complementarios de técnicas espectroscópicas, termogravimetría y análisis elemental son una opción de introducir información en el estudio estructural. Finalmente, la determinación estructural y el análisis cristalográfico permiten ahondar en las interacciones que gobiernan el empaquetamiento cristalino, o distorsiones en las estructuras moleculares, en donde estas y otras propiedades más están determinadas por el bloque molecular de partida y por el elemento ensamblador. ABSTRACT This thesis is framed within the field of the structural study of molecular materials. In this context, the materials based on molecules have been of interest due to their technologic properties applied to heterogeneous catalysis as a broad role in the chemical industry in general and in particular petrochemical, separation processes of mixture of gases, hydrogen storage, and environmental remediation oriented to adsorption of toxic species, among others. The atomic level study of the structural properties will let envisage the material behavior for a given application. In this work are emphasized the abilities of the X - ray diffraction technique for the structural determination of the polycrystalline materials through data registered using sincrotron radiation font and conventional radiation font. It is analyzed the scope and resolution strategies of a series of compounds, where along the work it has tried to highlight the most important steps in all the structural determination process. Applying the development strategies, it has determined the structures of three compounds belonging to the family of the mixed layered of stoichiometry TA xTB1-x(H2O)2[Ni(CN)4]·H2O (T = Co, Mn, Cu y Ni), through isoestructural information of already compounds reported. On the other hand, it is reported the structure of two imidazolates compounds, which complementary data from techniques spectroscopies, thermogravimetry and elemental analysis technique are an option to introduce a priori information in the structural study. Finally, the structural determination and crystallographic analysis, allow boarding the interactions that govern the crystalline packaging, and distortions in the molecular structures, where these and more other properties are determined by the molecular block and self assembly elements