Estudos estruturais por difracção de raios - x, neutrões e radiação de Sincrotrão

Abstract

Este trabalho descreve a utilização da técnica da difracção de neutrões, de raios-X convencionais e de radiação de sincrotrão no estudo da estrutura nuclear e magnética e da densidade de carga e magnetização de vários tipos de compostos. Estudou-se, no composto Mn5Si3, a susceptibilidade magnética de cada família de átomos de manganésio, recorrendo à técnica dos neutrões polarizados. Foi possível seguir a evolução dos momentos magnéticos induzidos com o aumento do campo magnético exterior numa gama de temperaturas correspondente a duas fases antiferromagnéticas distintas. Em compostos ternários com a estrutura do ThMn12, DyFe4Al8 e ErFe4Al8, foi estudado o ordenamento das sub-redes da terra-rara e do ferro em função da temperatura. Neste último composto, onde se utilizou a técnica da difracção magnética de fotões, foi possível determinar a variação da intensidade das múltiplas transições envolvidas no processo de excitação electrónico, com a temperatura e com o ângulo de Bragg. Cresceram-se cristais com novos compostos de Cu(II), Mn(II) e Fe(III), tendo-se determinado a estrutura que revelou a formação de elementos de baixa dimensão, como monómeros, dímeros, cadeias e planos. Estudaram-se também as propriedades magnéticas destes compostos medindo as curvas de magnetização e susceptibilidade. Foram encontradas interacções antiferromagnéticas e ferromagnéticas fracas nalguns desses compostos. Sintetizaram-se e estudaram-se compostos orgânicos em que a coesão intermolecular se faz à custa de ligações de hidrogénio, descrevendo-se a estrutura de materiais dominados por ligações de hidrogénio, quer clássicas, quer muito fortes, quer não-convencionais. Usando radiação de sincrotrão estudou-se a distribuição de densidade de carga num composto novo, não-centrossimétrico, hidrogenobifluoreto de arginina, onde existe o tipo de ligação de hidrogénio mais forte conhecido.