Comportamento estrutural sob altas pressões de cianetos metálicos

Abstract

Neste trabalho de conclusão de curso foi investigado o comportamento sob altas pressões de compostos cuja estrutura pode ser descrita pela interconexão de unidades poliedrais relativamente rígidas. Estruturas abertas, que podem ser descritas dessa forma, apresentam uma alta flexibilidade, o que pode facilitar que elas apresentem fenômenos físicos interessantes, incluindo transformações de fase estruturais, quando submetidas a condições extremas, como altas pressões e temperaturas. A possível correlação entre amorfização induzida por altas pressões e expansão térmica negativa em materiais com esse tipo de estrutura, foi objeto de estudo neste trabalho através de materiais com diferentes especificidades da estrutura de partida, a saber, Zn(CN)2 e Ag3[Co(CN)6], ambos da família dos cianetos metálicos. Esses compostos foram submetidos a altas pressões com o auxílio da câmara de bigornas de diamantes e foram realizadas medidas in situ de absorção no infravermelho por transformada de Fourier (FTIR). Os resultados obtidos nesse trabalho, somados aos obtidos em trabalhos realizados em paralelo, revelaram que sob pressão estes compostos apresentam a formação de uma fase amorfa ou altamente desordenada, consequência de uma decomposição cineticamente impedida. Isso confirma a correlação entre a amorfização induzida por altas pressões e a expansão térmica negativa proposta na literatura. Entretanto, foi verificado que os mecanismos físicos responsáveis por esses dois fenômenos podem ser distintos e, dependendo das especificidades da estrutura de partida dos compostos de estrutura poliedral, cada material pode perder sua ordem de longo alcance por diferentes caminhos.

In this work we have investigated the high pressure behavior of compounds whose structure can be described by the interconnection of relatively rigid polyhedral units. This kind of structure can show a high flexibility, which can promote interesting physical phenomena, including structural phase transformations, when the compound is submitted to extreme conditions such as high pressure and high temperature. In order to investigate the possible correlation between pressure induced amorphization and negative thermal expansion in materials with polyhedral structure, we have studied the pressure behavior of two compounds of metal cyanides family, namely, Zn(CN)2 and Ag3[Co(CN)6]. These compounds were submitted to high pressure using a diamond anvil cell. The results obtained by in situ Fourier Transform Infrared absorption spectroscopy, along with those obtained in a parallel work, revealed the formation of a highly disordered or amorphous phase on these compounds under pressure. The formation of that phase is a consequence of a kinetically hindered decomposition. The results confirm the correlation between pressure induced amorphization and negative thermal expansion. However, they indicate that the physical mechanisms responsible for these two phenomena may be distinct, and highly dependent on specific details of the starting polyhedral structure. Each material can lose its long range ordering in a different way.