新型鐵(III)配合物：FeCl4(C5N2H6)(C5N2H5)的結構研究、振動、光學、熱性能和赫什菲爾德表面分析
對鐵配合物與席夫堿配體的配位化學的研究已經産生了由于子網絡之間的互相作用而表現出新特性共存的材料。
鐵基化合物由于其在催化、生物學、醫學甚至農業中的廣泛應用而受到人們的廣泛關注。另一方面，吡啶衍生物在農用化學品和制藥領域引起了越來越多的關注。
事實上，氫鍵對于多功能雜化化合物的設計和開發是必要的。為了擴充在這一領域的研究，本次實驗員重點關注3-氨基-2-氯吡啶鎓配體與鐵金屬離子的結合，以構成合适的建構塊，通過氫鍵互相作用生成各種超分子組裝體。
此外，赫什菲爾德表面分析在晶體學中的應用不斷增加，提供了晶體環境中分子間互相作用和分子形狀的可視化圖像。
在本研究中報告了一種新型鐵(III)絡合物的合成、單晶X射線衍射和X射線粉末衍射的結構表征、紅外光譜的振動研究、光學性質和熱分析。通過赫什菲爾德表面分析研究了晶體中的分子間接觸。
将3-氨基-2-氯吡啶鎓溶解于5mL甲醇中(溶液A)。将無水氯化鐵(III)溶解于5mL甲醇中(溶液B)。将A溶液滴加到B溶液中，得到黃色溶液。在常溫下，将混合物攪拌30分鐘，緩慢蒸發3周後，獲得适合X射線衍射的紅色棱柱晶體。
精心挑選尺寸為(0.42×0.28×0.21)的紅色棱柱晶體進行結構分析。原始衍射資料是在298K下使用配備石墨單色儀的Enraf-NoniusCAD4自動四環收集器，使用MoKα輻射（λ=0.71073Å）。
使用SIR2014程式，在F2上通過全矩陣最小二乘法技術進行細化。非氫原子各向異性插入，而氫原子使用AFIX43指令固定，CH=93Å和NH=86Å。應用經驗psi掃描吸收校正。
複合物FeCl4(C5N2H6)(C5N2H5)的晶體結構可以描述為有機陽離子和無機陰離子之間的層交替成沿[010]方向延伸的線。陰離子[FeCl4]-沿[001]方向位于陽離子層之間。
[FeCl4]-和(C5N2H6)+通過NH∙∙∙Cl氫鍵連接配接，NH∙∙∙Cl氫鍵将氨基NH基團與Cl原子連接配接，通過連接配接正負離子形成陽離子-陰離子互相作用類型，負層并增強離子結構的内聚力。
單晶結構用作起始模型。使用GSAS-EXPGUI軟體進行細化。該結果與單晶衍射資料得到的結果完全一緻。所有衍射峰均在P21/c空間群中進行索引，并且沒有觀察到額外的峰。這清楚地表明了FeCl4(C5N2H6)(C5N2H5)的純度。
在稀釋濃度(5×10-4)下記錄在甲醇中獲得的化合物FeCl4(C5N2H6)(C5N2H5)水合物的紫外-可見光譜。紫外-可見光譜顯示358nm(<400nm)處有一個吸收帶，表明配體發生π-π躍遷。
是以，根據吸收邊波長估計的實驗帶隙能量(Eg)的值約為2.9eV。該帶隙值證明了晶體表現出半導體行為。
Hirshfeld表面分析和相關的2D指紋圖是研究不同類型的分子間互相作用以及借助CrystalExplorer程式将晶體結構分解為非共價接觸的便捷方法。
使用不同顔色在d範數上映射的赫什菲爾德曲面。紅色區域突出顯示更緊密的接觸，包括NH∙∙∙Cl氫鍵。藍色區域代表較長的接觸（無互動）。在形狀索引圖中，相鄰的紅色和藍色三角形顯示凹入區域，證明了π-π互相作用的存在。
2D指紋圖顯示了確定結構内聚力的不同類型的互相作用。Cl∙∙∙H/H∙∙∙Cl發揮主導作用，貢獻率為68.4%，而Cl∙∙∙∙Cl接觸貢獻了68.4%，同等次要百分比為9.5%。
接觸N...H/H...N顯示為對稱尖端形狀，占總表面積Hirshfeld面積的6.5%。此外，C∙∙∙C接觸對2D指紋的貢獻比例為1.6%，證明了3-氨基-2-氯吡啶鎓陽離子環之間存在π-π互相作用。
采用室溫緩慢蒸發的方法成功合成了新型鐵配合物FeCl4(C5N2H6)(C5N2H5)的紅色晶體。該化合物在具有P21/c空間群的單斜晶系中結晶，并通過單晶X射線衍射進行解析。PXRD證明了合成樣品的高純度。
紅外光譜技術用于識别晶體結構的振動吸收鍵。是以，通過測量漫反射率和帶隙能量（Eg）發現該化合物的電壓為2.9eV。熱分析TGA-DTA結果證明了配合物的熱穩定性。
參考文獻：
《簡化插入鐵化合物的制備》
《使用的影響不同的鐵前體化合物》
《化學通訊：從晶體工程到虛拟篩選》
《金屬氧酸鹽基鐵(III)配位絡合物雜化物的新組裝》
