Estudo espectroscópico de complexos de íons lantanídeos com ligantes derivados de ácidos dicarboxílicos

Abstract

Neste trabalho foram sintetizados nove compostos de coordenação de íons lantanídeos (Ln = Eu3+, Tb3+ e Gd3+) com os ligantes: ácido dipicolínico (DPA), ácido quelidâmico (DAMIC) e ácido quelidônico (DONIC). Os complexos apresentam fórmulas gerais: Na3Ln(DPA)3⋅nH2O, Ln2(DONIC)3⋅7H2O e Ln2(DAMIC)⋅nH2O. Foram obtidos na forma de pó, tendo sido caracterizados por: determinação do ponto de fusão, análise elementar, espectroscopia de absorção nas regiões UV-visível e infravermelho e espectroscopia de emissão. Os resultados são consistentes com as fórmulas apresentadas acima. Através dos espectros de emissão do íon Eu3+ foi possível identificar que este íon encontra-se num ambiente de simetria baixa e que há evidência de apenas uma espécie emissora. Foram determinadas as taxas não-radiativas 4f-4f para os complexos de Eu3+ através de dados obtidos dos espectros de emissão e das medidas de decaimento dos estados excitados realizadas a temperatura ambiente e a 77 K. Observou-se que a taxa não-radiativa para o complexo Eu2(DONIC)3⋅7H2O era bastante elevada, comparando com os outros dois complexos de Eu3+. Isto foi explicado através da ressonância envolvendo quatro fônons, a qual pôde ser avaliada pelos espectros de infravermelho dos complexos do íon Eu3+ de acordo as bandas referentes aos modos vibracionais da água. O rendimento quântico de emissão experimental foi determinado usando-se o salicilato de sódio como padrão. O complexo Na3Tb(DPA)3⋅9H2O apresentou maior rendimento quântico (42,2%), e o complexo Na3Eu(DPA)3⋅6H2O apresentou o menor rendimento quântico (6,3%). Foi determinada teoricamente a geometria do estado fundamental do complexo [Eu(DPA)3]3- usando-se o modelo Sparkle. Após a determinação da geometria do estado fundamental desse complexo foram calculados os níveis eletrônicos singletos (importantes na obtenção do espectro eletrônico) e tripletos (importantes no estudo de possíveis mecanismos de transferência de energia). Com isso, foram calculados os parâmetros de intensidades de Judd-Ofelt, as taxas de transferência de energia e rendimento quântico teórico para o complexo [Eu(DPA)3]3-