Étude comparative de l'arrangement structural et des changements de phase dans les composites moléculaires de type NH₃ - (CH₂)_n - NH₃ MCI₄ (cas particulier où M = Cd, Mn et n = 4)

Laboratoire de cristallographie et de physique cristalline, URA 114 CNRS, université de Bordeaux I, 33405 Talence, France.

Résumé

Dans la série des composites moléculaires de type pérovskite feuilletée de formule NH₃-(CH₂)_n-NH₃ M Cl₄ où M = Mn et Cd, on relève l’incidence du paramètre n (longueur et parité) sur le type d’arrangement cristallin de ces structures dans leur phase stable à la température ambiante. Aux valeurs paires de n correspondent des structures monocliniques et aux valeurs impaires, des structures orthorhombiques. L’incidence possible du métal apparaît au cas où n = 4 au niveau de la distance interfeuillet: celle-ci apparaît beaucoup plus courte dans le cas du dérivé cadmié que dans celui à base de manganèse. La détermination et l’étude des structures cristallines de ces complexes ont permis d’expliquer ce raccourcissement relatif lié à l’existence (dans le cas où M = Cd) de deux torsades aux deux extrémités de la molécule NH₃-(CH₂)₄-NH₃, rendant la longueur beaucoup plus courte. Le polymorphisme du dérivé cadmié a été également étudié et s’est révélé complexe. On constate que l’action de la température permet de "détorsader" de façon irréversible la chaîne organique.

Abstract

In the two series of molecular composites of bidimensional perovskite type structure NH₃-(CH₂)_n-NH₃ M Cl₄ (M = Cd,Mn) the values of the parameter n (length or parity) affect the type of crystalline structural arrangement at room temperature. Monoclinic arrangements are observed with even values of n and orthorhombic arrangements with odd values. The incidence of the metal M is pointed out in the case of the derivatives n = 4. The distance between two successive perovskite layers appears very short in the case M = Cd in comparison with the case M = Mn. Crystal structure determination allows to show the existence of gauche conformations at the two ends of the organic molecule NH₃-(CH₂)₄-NH₃ in the cadmium complexe whereas all-trans conformations are present in the manganese’s one. The structural phase transitions of the cadmium derivatives are studied by diffraction techniques. The results show that temperature increasing allows the irreversible transformation of gauche configuration to all-trans configurations in the organic chain.