Construction and Magnetic Properties of Low-dimensional Ytterbium（III） Coordination Polymers Based on Formate and Oxalate Co-Ligands

doi:10.7503/cjcu20260193

Abstract

Abstract:

A novel layered magnetic ytterbium coordination compound， Yb（HCOO）（C₂O₄）（1，10-phen）（1，10-phen= 1，10-phenanthroline）， was synthesized via a solvothermal method. Its crystal structure and magnetic properties were characterized by means of X-ray diffraction（XRD）， infrared spectroscopy（IR）， thermogravimetric analysis（TGA）， and magnetic susceptibility measurements. Single-crystal structure analysis reveals that the magnetic Yb³⁺ ions are connected by formate and oxalate ligands to form a square magnetic lattice， with adjacent layers separated by 1，10-phen ligands. Magnetic measurements show that the dominant interaction between the Yb³⁺ ions is antiferromagnetic， and no long-range magnetic order is observed down to 2 K. This study provides a new synthetic strategy for constructing low-dimensional magnetic rare-earth coordination compounds.

Key words: Low-dimensional magnetism, Crystal structure, Ytterbium coordination compound, Solvothermal method

CLC Number:

O614

TrendMD:

ZHAI Xiaolu, LV Yun, LI Hui, HUANG Keke, WANG Yanhong, LU Hongcheng. Construction and Magnetic Properties of Low-dimensional Ytterbium（III） Coordination Polymers Based on Formate and Oxalate Co-Ligands[J]. Chem. J. Chinese Universities, 2026, 47(9): 20260193.

Figures/Tables 5

Table 1 Crystal data and structural refinements for Yb(HCOO)(C2O4)(1,10-phen)

Compound formula	YbC₁₅H₉N₂O₆	V/nm³	1.44461（5）
Formula weight/（g·mol^-1）	486.28	Z	4
Temperature/K	298	Maximum θ/（°）	30.025
Crystal system	Monoclinic	λ（Mo Kα）/nm	0.071073
Space group	P2₁/c	ρ_calc./（g·cm^-3）	2.236
a/nm	0.64006（1）	μ/mm^-1	6.510
b/nm	1.98162（5）	R_int	0.0338
c/nm	1.21616（3）	Final R indexes［I >= 2σ（I）］ ^*	R₁=0.0259， wR₂=0.0516
α/（°）	90	Final R indexes［all data］	R₁=0.0339， wR₂=0.0539
β/（°）	110.524（2）	Goodness⁃of⁃fit on F²	1.044
γ/（°）	90

Fig.1 Crystal structure of Yb(HCOO)(C2O4)(1,10⁃phen)（A） Layers stacking along the b axis；（B） the layer of Yb（HCOO）（C2O4）（1，10-phen） in the ac plane；（C） square spin lattice of Yb3+ ions；（D） local coordination environment of Yb3+ ion.

Fig.2 ATR⁃FTIR spectrum for Yb(HCOO)(C2O4)·(1,10⁃phen)

Fig.3 TGA curve for Yb(HCOO)(C2O4)(1,10⁃phen)

Fig.4 ZFC(black) and FC(red) magnetic susceptibility for Yb(HCOO)(C2O4)(1,10⁃phen) measured at 0.1 T(A), χ-1-T(green), χT-T(blue) and Curie⁃Weiss fit(red) curves(B), and field⁃dependent magnetization measured at 2 K(C)（C） Blue dashed line： van Vleck contribution. 1 emu＝10-3 A·m2.

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