Investigation of Single Crystal and Polycrystalline Forms of Copper(II) and Vanadium(II) Doped Beta Potassium Sulfate Complex by Electron Spin Resonance Technique

Abstract

In this study, single crystal and powder of Cu²⁺ and V²⁺ transition metal ions doped potassium sulphate complex were evaluated by electron spin resonance (ESR) technique. For Cu²⁺ doped complex were determined four paramagnetic centers and g and A values were found for each of the paramagnetic centers. g and A values obtained for the single crystal were found to be in agreement with the g and A values obtained for the powder form of this complex. The angles between the experimental axis set and the actual axes were determined. Molecular binding coefficients for each paramagnetic centers and powder form calculated. The values obtained from the spectras, in the regions where the Cu²⁺ ions are located, it is concluded that the neighbors of the paramagnetic centers are the rhombic symmetry (low symmetry). Similar measurements were made for the powder form of the V²⁺ transition metal ion doped potassium sulphate complex. According to the datas obtained from the powder spectrum,itis concluded that the neighbors in the region where the ion is placed are compatible with the axial symmetry. Also g and A values were obtained for this structure.

Keywords

• ESR analysis,single crystal,Cu2+ and V2+ doping,single crystal

Bakır(II) ve Vanadyum(II) Katkılı Beta Potasyum Sülfat Kompleksinin Tek Kristal ve Polikristal Formlarının Elektron Spin Rezonans Tekniği ile İncelenmesi

Abstract

Bu çalışmada Cu²⁺ ve V²⁺  katkılı beta potasyum sülfat kompleksinin tek kristal ve toz formlarının elektron spin rezonans (ESR) tekniği ile analizi yapıldı. Cu²⁺ katkılı kompleks için dört ayrı paramanyetik merkezin varlığı tespit edildi. Her bir paramanyetik merkez için, g ve A değerleri bulundu. Toz için yapılan incelemede bulunan g ve A değerlerinin, tek kristal ölçümleri ile elde edilen sonuçlar ile uyum içinde olduğu görüldü. Seçilen deneysel eksen takımları ile gerçek eksenler arasındaki açılar tespit edildi. Her bir paramanyetik merkez ve toz form için moleküler bağ kat sayıları hesaplandı. Sonuç olarak bakır iyonunun yerleştiği bölgede ligandlar ile komşuluğunun (düşük simetrili) rombik simetriye uyduğu sonucuna varıldı. Benzer ölçümler V²⁺ katkılı beta-potasyum sülfat kompleksinin toz formu içinde yapıldı. Toz spektrumdan elde edilen verilere göre iyonun yerleştiği bölgede komşuları ile eksensel simetriye uyumlu bir şekilde konumlandığı tespite dildi. Bu yapı için g ve A değerleri tespit edildi. 

Keywords

• ESR analizi,tek kristal,Cu2+ ve V2+ katkılama,tek kristal

References

1. Andriyevsky, B., Romanyuk, M., Stadnyk, V., 2009. Simulation of elasto optical properties of K2SO4 crystals. Journal of Physics and Chemistyr of Solids, 70:1109-1112.
2. Anooz, S.B., Bertram, R., Klimm, D., 2006. The solid state phase transformation of potassium sulphate. Solid State Communications, 1:1-11.
3. Dhair, T.A., Saadi, T.M., 2015. Effect of thermal neutron irradiation on the growth and structure of K2SO4 crystal. Advances in Physics Theories and Applications, 39:48-54.
4. Freeman, T.E., Pilbrow, J.R., 1974. The low-symmetry EPR spectrum of divalent copper ions in potassium and rubidium sulphate. IOP Science, Journal of Physics C: Solid State Physics, 7:2933-2939.
5. Goeder, F.P., 1927. The space group of potassium, rubidium and caesium sulphates. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, 13:793-797.
6. Liu, D., Lu, M., Ullman, F.G., Hardy, J.R., 1991. First- principles study of the lattice dynamics of K2SO4. APS Physics Physical Review B, 43(7):6202-6203.
7. Onodera, A., Sawada, T., Kawamura, Y., Takama, T., Fujita, M., Yamashita, H., 1998. X-ray and thermal study of β-K2SO4-type K2BeF4. Journal of Korean Physical Society, 32:73-76.
8. Robinson, M. T., 1958. The crystal structure of β-K2SO4 and of K2PO3F. Solid State Division, 62:925-928.

9. Weckhuysen, B.M., Heidler, R., Schoonheydt, R.A. 2004. Electron spin resonance spectroscopy. Molecular Sieves, Part of the Molecular Sieves – Science and Technology book series (SIEVES), 4:295-335.
10. Wertz, J.E., Bolton, J.R., 1972. Electron spin resonance elementary theory and practical application. Mcgraw-Hill, Newyork.
11. Yıldırım, P., 2013. Pridin-2,6 dikarboksilik asit, orotik asit, metabüsilfit, sakkarin, imidazol ve metil imidazol geçiş metal komplekslerinin X ışını, EPR ve optik soğurma teknikleri ile incelenmesi. Doktora Tezi, Ondokuz Mayıs Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Samsun.
12. Yerli, Y., 2002. Bazı inorganik yapılarda katkılanma ve ışınlama ile oluşturulan bozuklukların EPR ile incelenmesi. Doktora Tezi, Ondokuz Mayıs Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Samsun.