Tese de mestrado. Mecânica dos Solos e Engenharia Geotécnica. Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2009

Tese de mestrado integrado. Engenharia Civil (Construções). Universidade do Porto. Faculdade de Engenharia. 2010

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Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / Seven new compounds involving the phenylseleninato ligand and alkaline and alkaline earth metals were obtained in this work: poly-phenylseleninato lithium(I) (1), catena-polybis(aqua)-phenylseleninato sodium(I) (2), poly-phenylseleninato potassium(I) (3), polytetraquis(aqua)-bis(phenylseleninato) magnesium(II) (4c), catena-poly-bis(phenylseleninic acid)-bis(phenylseleninato) calcium(II) (5), catena-poly-acetato-phenylseleninic cidphenylseleninato strontium(II) (6) and catena-poly-bis(phenylseleninato) barium(II) (7c).Among of these compounds, the structures of (2), (4c), (5), (6) and (7c) were determined and (1) and (3) coordination polymers appeared to be amorphous. All compounds were synthesized in a mixture containing the phenylseleninic acid and the desired metal acetate using previously dried methanol as solvent, under constant mechanical stirring at room temperature for 90 minutes. Crystals were obtained directly from methanol solutions after slow evaporation after one week, except for compounds (4c) and (7c), whose powders were dissolved in concentrated ammonium hydroxide and in deionized water, respectively, yielding suitable crystals for analysis after one week. Single crystal X-ray diffraction revealed the formation of 2D coordination polymers, with the exception of compound (5), which exhibits 1D chains. The unit cell and refinement basic parameters for the five determined crystalline structures are as following: a = 6,0576(5), b = 13,8771(11), c = 6,0733(6), α = 90, β = 116,052(5), γ = 90, R1 = 0,0470 and wR2 = 0,0668 [I>2s(I)] for compound (2) (monoclinic crystal system, space group Pc); a = 13,9470(5), b = 5,0443(2), c = 11,9802(5), α = 90, β = 90,985(3), γ = 90, R1 = 0,0339 and wR2 = 0,0629 [I>2s(I)] for compound (4c) (monoclinic crystal system, space group P21/c); a = 5,9262(2), b = 10,0707(4), c = 11,2799(4), α = 91,496(2), β = 94,201(2), γ= 92,269(2), R1 = 0,0212 and wR2 = 0,0605 [I>2s(I)] for compound (5) (triclinic crystal system, space group P-1); a = 11,3610(7), b = 6,9836(4), c = 24,6038(14), α = 90, β = 90, γ = 90, R1 = 0,0493 and wR2 = 0,1280 [I>2s(I)] for compound (6) (orthorhombic crystal system, space group Pnma) and a = 6,3685(10), b = 6,8811(12), c = 15,549(3), α = 90, β= 94,436(8), γ = 90, R1 = 0,0400 10 and wR2 = 0,1269 [I>2s(I)] for compound (7c) (monoclinic crystal system, space group C2/m). Collected data using powder X-ray diffraction showed that compounds (2), (4c) and (5) have their crystalline phase modified when exposed to different moisture experimental conditions (~ 47% with variable times of exposure). Thermal analysis was performed to investigate the water content present in compounds (2) and (4c), revealing the probably formation of compound Na2SeO2 containing the SeOn2- anion (where n can be equal to 2, 3, 4 or 5). Some of these compounds containing such anions are new and very interesting for spectroscopic studies involving infrared and Raman techniques, since they presents different symmetry motifs, belonging to different point groups. Other instrumental methods used to characterize the compounds obtained were infrared spectroscopy and C/H elemental analysis. / Sete novos compostos envolvendo o ligante fenilseleninato e os metais alcalinos e alcalinos terrosos foram obtidos neste trabalho: poli-fenilseleninato lítio(I) (1), catena-polibis( aqua)-fenilseleninato sódio(I) (2), poli-fenilseleninato potássio(I) (3), politetraquis(aqua)-bis(fenilseleninato) magnésio(II) (4c), catena-poli-bis(ácido fenilselenínico)-bis(fenilseleninato) cálcio(II) (5), catena-poli-acetato-ácido fenilselenínicofenilseleninato estrôncio(II) (6) e catena-poli-bis(fenilseleninato) bário(II) (7c). Destes compostos foram elucidadas as estruturas de (2), (4c), (5), (6) e (7c), sendo que os polímeros de coordenação (1) e (3) apresentaram-se sob a forma de material amorfo. A síntese de todos os compostos foi realizada através de uma mistura contendo o ácido fenilselenínico e o acetato do metal desejado em metanol previamente seco, sendo as reações mantidas sob agitação mecânica constante e a temperatura ambiente por 90 minutos. Cristais foram obtidos diretamente das soluções em metanol após uma semana, com exceção dos compostos (4c) e (7c), cujos pós foram dissolvidos em hidróxido de amônio concentrado e em água deionizada, respectivamente, ocorrendo assim a formação de cristais apropriados para análise após uma semana. A análise por difração de raios-X em monocristal revelou a formação de polímeros de coordenação bidimensionais, com exceção do composto (5), que possui cadeias unidimensionais. Os parâmetros básicos de cela unitária e de refinamento das estruturas cristalinas foram os seguintes (Å e °): a = 6,0576(5), b = 13,8771(11), c = 6,0733(6), α = 90, β = 116,052(5), γ = 90, R1 = 0,0470 e wR2 = 0,0668 [I>2s(I)] para o composto (2) (sistema cristalino monoclínico, grupo espacial Pc); a = 13,9470(5), b = 5,0443(2), c = 11,9802(5), α = 90, β = 90,985(3), γ = 90, R1 = 0,0339 e wR2 = 0,0629 [I>2s(I)] para o composto (4c) (sistema cristalino monoclínico, grupo espacial P21/c); a = 5,9262(2), b = 10,0707(4), c = 11,2799(4), α = 91,496(2), β = 94,201(2), γ = 92,269(2), R1 = 0,0212 e wR2 = 0,0605 [I>2s(I)] para o composto (5) (sistema cristalino triclínico, grupo espacial P-1); a = 11,3610(7), b = 6,9836(4), c = 24,6038(14), α = 90, β = 90, γ = 90, R1 = 0,0493 e wR2 = 0,1280 [I>2s(I)] para o composto (6) (sistema cristalino ortorrômbico, grupo espacial Pnma) e a = 6,3685(10), b = 6,8811(12), c = 15,549(3), α = 90, β = 94,436(8), γ = 90, R1 = 0,0400 e wR2 = 0,1269 [I>2s(I)] para o composto (7c) (sistema cristalino monoclínico, grupo espacial C2/m). Dados coletados através de difração de raios-X em pó mostraram que os compostos (2), (4c) e (5) têm sua cristalinidade modificada quando expostos a diferentes condições experimentais de umidade (~ 47% com tempos de exposição variáveis). A análise térmica foi empregada para avaliar o conteúdo de água nos compostos (2) e (4c) e evidenciou a provável formação do composto Na2SeO2 contendo o ânion SeOn 2- (onde n pode ser igual a 2, 3, 4 ou 5). Alguns destes compostos contendo este tipo de ânion são novos, além de serem muito interessantes principalmente do ponto de vista espectroscópico envolvendo as técnicas de infravermelho e Raman, uma vez que apresentam diferentes tipos de simetria, pertencendo a diferentes grupos pontuais. Outras técnicas instrumentais utilizadas visando à complementação da caracterização dos compostos obtidos compreendem a espectroscopia de infravermelho e a análise elementar para os elementos C e H.

Estudos termoanalíticos de alguns aditivos alimentares da classe dos realçadores de sabor foram desenvolvidos visando avaliar sua estabilidade e resistência durante o preparo de alimentos a quente assim como investigar os eventuais intermediários de decomposição que poderiam resultar destes processos. Os sais foram obtidos de fontes industriais ou sintetizados e submetidos à caracterização por análise elementar, espectrometria vibracional na região do infra-vermelho, termogravimetria/termogravimetria derivada, análise térmica diferencial e em alguns casos, calorimetria exploratória diferencial. Foram estudados o ácido glutâmico e seus sais de amônio, lítio e sódio mono e dissubstituídos. Em todos os casos observou-se uma conversão a piroglutamato após desidratação dos sais monossubstituídos, a qual ocorre via a a-carboxila. A estabilidade térmica destes sais foi da ordem de 190-200 °C. No caso dos sais dissubstituídos de lítio e sódio não houve conversão ao piroglutamato pois as duas carboxilas estão salificadas. Os glutamatos de magnésio, cálcio estrôncio e bário, também foram preparados e investigados quanto ao seu comportamento térmico. Os sais se formaram na estequiometria 2:1 (ligante:metal), apresentando águas de hidratação em número característico e foram estáveis até 190- 200 °C. Finalmente foram estudados os mecanismos de decomposição térmica do inosinato-monofosfato de sódio e do guanilato-monofosfato de sódio, dois nucleotídeos que apresentam a propriedade de realçar o sabor de alimentos. Ambos apresentaram elevado grau de hidratação, para o qual foi possível distinguir mecanismos característicos de desidratação. A decomposição dos sais anidros ocorreu com saída do grupo purínico, seguida da decomposição do restante da molécula e formação de pirofosfato de sódio como resíduo final. / Thermal analytical studies of some food addictives of the flavor enhancer class were developed in order to evaluate their stability and resistance to the hot cooking process, as well as to identify the intermediaries of thermal decomposition that could remain at the end of such processes. The salts were obtained from industrial sources or synthesized and characterized by elemental analysis, infra-red spectroscopy, thermogravimetry/derivative thermogravimetry, differential thermal analysis and in some opportunities to differential scanning calorimetry. The glutamic acid and its ammonium, lithium and sodium salts mono and disubstituted were investigated. In all cases a conversion to pyroglutamate has been observed in the free acid and its monosubstituted salts after dehydration. The conversion undergoes by the ?-carboxyl group. The thermal stability was observed to be as high as 190-200 °C. In the case of the lithiu m and sodium dissubstituted salts any conversions to pyroglutamates were observed, once both carboxyl groups were salified. Magnesium, calcium, strontium and barium glutamates has also been synthesized and investigated in relation to its thermal behavior. The salts were formed in the 2:1 stoichiometry (ligand:metal), presenting hydration waters in a characteristic content and showed to be stable up to 190-200 °C. Finally the thermal decomposition mechanisms of dissodium inosinatemonophosphate and dissodium guanilate-monophosphate two nucleotides with flavor enhancement properties in food were also investigated. Both presented high degree of hydration, to which it was possible to propose a water release mechanism. The decomposition of the anhydrous salts occurred with release of the purine group followed by the decomposition of the rest of the molecule generating sodium pyrophosphate as residue.

Estudos termoanalíticos de alguns aditivos alimentares da classe dos realçadores de sabor foram desenvolvidos visando avaliar sua estabilidade e resistência durante o preparo de alimentos a quente assim como investigar os eventuais intermediários de decomposição que poderiam resultar destes processos. Os sais foram obtidos de fontes industriais ou sintetizados e submetidos à caracterização por análise elementar, espectrometria vibracional na região do infra-vermelho, termogravimetria/termogravimetria derivada, análise térmica diferencial e em alguns casos, calorimetria exploratória diferencial. Foram estudados o ácido glutâmico e seus sais de amônio, lítio e sódio mono e dissubstituídos. Em todos os casos observou-se uma conversão a piroglutamato após desidratação dos sais monossubstituídos, a qual ocorre via a a-carboxila. A estabilidade térmica destes sais foi da ordem de 190-200 °C. No caso dos sais dissubstituídos de lítio e sódio não houve conversão ao piroglutamato pois as duas carboxilas estão salificadas. Os glutamatos de magnésio, cálcio estrôncio e bário, também foram preparados e investigados quanto ao seu comportamento térmico. Os sais se formaram na estequiometria 2:1 (ligante:metal), apresentando águas de hidratação em número característico e foram estáveis até 190- 200 °C. Finalmente foram estudados os mecanismos de decomposição térmica do inosinato-monofosfato de sódio e do guanilato-monofosfato de sódio, dois nucleotídeos que apresentam a propriedade de realçar o sabor de alimentos. Ambos apresentaram elevado grau de hidratação, para o qual foi possível distinguir mecanismos característicos de desidratação. A decomposição dos sais anidros ocorreu com saída do grupo purínico, seguida da decomposição do restante da molécula e formação de pirofosfato de sódio como resíduo final. / Thermal analytical studies of some food addictives of the flavor enhancer class were developed in order to evaluate their stability and resistance to the hot cooking process, as well as to identify the intermediaries of thermal decomposition that could remain at the end of such processes. The salts were obtained from industrial sources or synthesized and characterized by elemental analysis, infra-red spectroscopy, thermogravimetry/derivative thermogravimetry, differential thermal analysis and in some opportunities to differential scanning calorimetry. The glutamic acid and its ammonium, lithium and sodium salts mono and disubstituted were investigated. In all cases a conversion to pyroglutamate has been observed in the free acid and its monosubstituted salts after dehydration. The conversion undergoes by the ?-carboxyl group. The thermal stability was observed to be as high as 190-200 °C. In the case of the lithiu m and sodium dissubstituted salts any conversions to pyroglutamates were observed, once both carboxyl groups were salified. Magnesium, calcium, strontium and barium glutamates has also been synthesized and investigated in relation to its thermal behavior. The salts were formed in the 2:1 stoichiometry (ligand:metal), presenting hydration waters in a characteristic content and showed to be stable up to 190-200 °C. Finally the thermal decomposition mechanisms of dissodium inosinatemonophosphate and dissodium guanilate-monophosphate two nucleotides with flavor enhancement properties in food were also investigated. Both presented high degree of hydration, to which it was possible to propose a water release mechanism. The decomposition of the anhydrous salts occurred with release of the purine group followed by the decomposition of the rest of the molecule generating sodium pyrophosphate as residue.

Neste trabalho a síntese e caracterizaçcão de adutos entre tiocianatos de terras raras trivalentes (La, Ce Pr, Nd, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm Yb, Lu e Y) e tripiperidinofosfinóxidos (tpppO) são reportados. Os adutos foram preparados pela reação entre tiocianatos de lantanídeos e tpppO em soluções etanólicas. Os complexos foram caracterizados por análises elementares, análises termogravimétricas, medidas de condutância em soluções milimolares, espectroscopias de absorção na região do infravermelho, espectroscopia de absorção na região do visível do complexos de neodímio, espectroscopia de emissão na região do visível do composto de európio, térbio e disprósio, difratograma de raios -X pelo método do pó e difratogramas de raios -X pelo método do mono cristal do composto de praseodímio. As análises elementares sugeriram fortemente a fórmula [Ln(SCN)3(tpppO)3] como representativa de toda a série de complexos. As medidas de condutividade de soluções milimolares em acetonitrila resultaram em valores entre 22 e 75 S cm2 mol-1. Esses valores sugeriram a natureza não eletrolítica dos adutos. Os difratogramas pelo método do pó sugeriram a existência de três séries isomorfas, formadas pelos seguintes elementos: 1) La; 2) Ce, Nd, Pr; 3) Sm, Gd, Eu, Ho, Er, To, Lu, Y. Todos os espectros de absorção na região do infravermelho dos adutos são semelhantes e exibem ν(CN)na região de 2050 cm-1.Isso é indicativo da coordenação do ânion a através do átomo de nitrogênio. Os complexos são portanto da classe dos isotiocianatos. Adicionalmente esses pico estão desdobrados em dois picos ( exceto para o Eu e Tb), evidenciando que esses ãnions não são todos equivalentes. Nos espectros de infravermelho observou-se ainda o pico δ(NCS) at ca. 470-480 nm e isso indica também a coordenação através do átomo de nitrogênio. O pico atribuído ao estiramento da ligação PO, ν (PO), está deslocado para regiões menos energética do espectro quando comparado ao espectro do ligante não coordenado. Isso indica a coordenação do tpppO pelo átomo de oxigênio. Nota-se também que os picos ν (PN) apresentando um desvio consistente para regiões mais energéticas para toda a série de complexos sintetizados. O espectro de absorção na região do visível do complexo de neodímio foi registrado e apresentou a banda atribuída á transição 4G5/2, 2G7/2 ← 4I9/2. A banda atribuída à transição 2P1/2 ← 4I9/2 não pode ser observada. A primeira transição foi observada a 17124 cm-1 Desse valor foram calculados: o parâmetro nefelauxético, β = 0,989; o fator de covalência, b 1/2 = 0,072; e o fator de covalência de Sinha δ = 1,06. Esses valores mostram a natureza eletrostática das ligações entre o íon da terra rara e os ligantes. O espectro de emissão do composto de európio, a 77 K, apresenta uma pico atribuído à transição 5D0 →7D0 (578 nm), três picos à 5D0 → 7D1 (593 , 595, 597nm), e cinco à 5D0 → 7D2 (611, 614, 617, 618, 620 nm). Sabendo que a presença do pico 5D0 → 7D0 e os desdobramentos dos picos 5D0 → 7D1 e 5D0 → 7D2 a simetria C3v é a mais provável para o poliedro de coordenação. As análises térmicas foram conduzidas para os complexos de Ce, Nd, Gd. A curva de Tg-DTG mostra perdas de massa começando em 284 -320 ºC e terminando em 1000 ºC. Em 1200 ºC, outra perda de massa ocorre. As curvas, no entanto, mostram algumas diferenças entre si. Enquanto o complexo de cério apresenta cinco eventos não resolvidos entre 300 e 400 ºC, o complexo de Nd apresenta dois eventos não resolvidos e o complexo de Gd apresenta apenas um pico largo na mesma faixa de temperatura. As massas dos resíduos finais de aquecimento (temperaturas maiores que 1300 ºC) são compatíveis com as de fosofatos dos respectivos lantanídeos e o espectro de absorção na região do infravermelho desses resíduos confirmam esses resultados. A análise de difração de raios -X do composto de preseodímio mostrou como sitema critalino o monoclínico, o grupo espacial é o Cc, com quatro moléculas por célula unitária. O Poliedro de coordenação é um prisma trigonal levmente distrocido com simetria de C3V. O número de coordenação é seis com os ânions tiocianatos coordenados pelo nitrogênio, enquanto os os tpppO estão coodenados pelos átomo de hidrogênios. / In this work the synthesis and characterization of trivalent rare earth (La, Ce Pr, Nd, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm Yb, Lu and Y) adducts between isothiocyanate with tripiperidinophosphinoxide (tpppO) are reported. The rare earth adducts were prepared by the reaction between lanthanides thiocyanates and tpppO in ethanolic solution. The complexes were characterized by elemental analysis, thermo gravimetric analysis, conductance measurements in millimolar acetonitrila solutions, IR absorption spectroscopy, uv-vis absorption spectrum of the neodymium compound, emission spectrum of europium, dysprosium and terbium compounds, X- ray powder patterns and X-ray diffraction through the monocrystal method of the praseodymium compound. Elemental analyses data strongly suggest the general formula [Ln(SCN)3(tpppO)3] for the complete series. Electrolytic conductivity measurements in milllimolar acetonitrile solutions yielded values in range 75 to 22 S cm2 mole-1. These values suggest the nonelectrolyte natures of the adducts. X-Ray powder diffraction pattern suggest the existence of three isomorphous series: 1) La; 2) Ce, Nd Pr; 3) Sm, Gd, Eu, Ho, Er, Tb, Lu and Y. All absortption spectra in IR region are similar and exhibit ν(CN) in the region of 2050 cm-1. This is indicative that the anion is coordinated through the nitrogen atom, or, in other words, the anion is in the isothiocyanate form. ln addition, these bands are split into two components in all complexes ( except for Eu and Tb ), evidencing that these anions are not all equivalent. In the IR spectra it is also possible to observe δ(NCS) at ca. 470-480 cm-1 and this also point out coordination through the nitrogen atom. In the IR spectra also ν (PO) is shifted to lower energies by ca. 10 cm1 with respect to free tpppO. This indicat coordination through the phosphoryl oxygen. It is also nortworthy that ν (PN) presents a consistent positive shift throghout the whole series of complexes. Absorption spectra of a neodymium compound were recorded. The hypersensitive band 4G5/2, 2G7/2 ← 4I9/2 appears, while the 2P1/2← 4I9/2 could not be observed experimentally. The first transition was observed to be centered at 17124 cm-1. From this value, the nephelauxetic parameter, β = 0,989, covalente factor, bl/2 = 0,072 and Sinha covalence parameter δ = 1,06 were calculated. These value point out the essentially electrostactic nature of metal-ligand bonds. The emission spectra of europium compound at 77 K presents one 5D0 → 7D0 peak (578 nm), three 5D0 → 7D1 peaks (593,595, 597nm) and five for 5D0 → 7D2 band (611,614, 617, 618, 620 nm). Taking into account the presence of 5D0 → 7D0 and the splits of 5D0 → 7D2 and 5D0 → 7D1 peaks the C3v symmetry can be proposed for this coordination polyhedron. Thermal analyses were carried out for Ce, Nd and Gd complexes. Tg-DTG curves show mass lasses starting at 284-320 ºC up to 1000 ºC. At 1200 ºC another mass loss occurs. The curves , however, are quite different whereas the Ce complex shows five non-resolved events between 300 and 400ºC, the Nd adducts shows two non-resolved events and the Gd only a broad peak. The mass of the final residues (above 1300ºC) are consistent with the corresponding lanthanide phosphate. Infrared spectra of these residues were recorded, confirming this assumption. Single- crystal X-ray diffraction analysis of the Pr complex was carried out. The crystal system is the monoclinic, space group Cc, with four molecules per unit cell. The coordination polyhedron is a slightly distorted trigonal antiprism with C3v symmetry. The coordination number is 6. All anion are in the thyocianate form and coordinated through their nitrogen atoms in one base of antiprism whereas the ligand (tpppO) are bonded to the other base through their oxygen atoms.

Neste trabalho a síntese e caracterizaçcão de adutos entre tiocianatos de terras raras trivalentes (La, Ce Pr, Nd, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm Yb, Lu e Y) e tripiperidinofosfinóxidos (tpppO) são reportados. Os adutos foram preparados pela reação entre tiocianatos de lantanídeos e tpppO em soluções etanólicas. Os complexos foram caracterizados por análises elementares, análises termogravimétricas, medidas de condutância em soluções milimolares, espectroscopias de absorção na região do infravermelho, espectroscopia de absorção na região do visível do complexos de neodímio, espectroscopia de emissão na região do visível do composto de európio, térbio e disprósio, difratograma de raios -X pelo método do pó e difratogramas de raios -X pelo método do mono cristal do composto de praseodímio. As análises elementares sugeriram fortemente a fórmula [Ln(SCN)3(tpppO)3] como representativa de toda a série de complexos. As medidas de condutividade de soluções milimolares em acetonitrila resultaram em valores entre 22 e 75 S cm2 mol-1. Esses valores sugeriram a natureza não eletrolítica dos adutos. Os difratogramas pelo método do pó sugeriram a existência de três séries isomorfas, formadas pelos seguintes elementos: 1) La; 2) Ce, Nd, Pr; 3) Sm, Gd, Eu, Ho, Er, To, Lu, Y. Todos os espectros de absorção na região do infravermelho dos adutos são semelhantes e exibem ν(CN)na região de 2050 cm-1.Isso é indicativo da coordenação do ânion a através do átomo de nitrogênio. Os complexos são portanto da classe dos isotiocianatos. Adicionalmente esses pico estão desdobrados em dois picos ( exceto para o Eu e Tb), evidenciando que esses ãnions não são todos equivalentes. Nos espectros de infravermelho observou-se ainda o pico δ(NCS) at ca. 470-480 nm e isso indica também a coordenação através do átomo de nitrogênio. O pico atribuído ao estiramento da ligação PO, ν (PO), está deslocado para regiões menos energética do espectro quando comparado ao espectro do ligante não coordenado. Isso indica a coordenação do tpppO pelo átomo de oxigênio. Nota-se também que os picos ν (PN) apresentando um desvio consistente para regiões mais energéticas para toda a série de complexos sintetizados. O espectro de absorção na região do visível do complexo de neodímio foi registrado e apresentou a banda atribuída á transição 4G5/2, 2G7/2 ← 4I9/2. A banda atribuída à transição 2P1/2 ← 4I9/2 não pode ser observada. A primeira transição foi observada a 17124 cm-1 Desse valor foram calculados: o parâmetro nefelauxético, β = 0,989; o fator de covalência, b 1/2 = 0,072; e o fator de covalência de Sinha δ = 1,06. Esses valores mostram a natureza eletrostática das ligações entre o íon da terra rara e os ligantes. O espectro de emissão do composto de európio, a 77 K, apresenta uma pico atribuído à transição 5D0 →7D0 (578 nm), três picos à 5D0 → 7D1 (593 , 595, 597nm), e cinco à 5D0 → 7D2 (611, 614, 617, 618, 620 nm). Sabendo que a presença do pico 5D0 → 7D0 e os desdobramentos dos picos 5D0 → 7D1 e 5D0 → 7D2 a simetria C3v é a mais provável para o poliedro de coordenação. As análises térmicas foram conduzidas para os complexos de Ce, Nd, Gd. A curva de Tg-DTG mostra perdas de massa começando em 284 -320 ºC e terminando em 1000 ºC. Em 1200 ºC, outra perda de massa ocorre. As curvas, no entanto, mostram algumas diferenças entre si. Enquanto o complexo de cério apresenta cinco eventos não resolvidos entre 300 e 400 ºC, o complexo de Nd apresenta dois eventos não resolvidos e o complexo de Gd apresenta apenas um pico largo na mesma faixa de temperatura. As massas dos resíduos finais de aquecimento (temperaturas maiores que 1300 ºC) são compatíveis com as de fosofatos dos respectivos lantanídeos e o espectro de absorção na região do infravermelho desses resíduos confirmam esses resultados. A análise de difração de raios -X do composto de preseodímio mostrou como sitema critalino o monoclínico, o grupo espacial é o Cc, com quatro moléculas por célula unitária. O Poliedro de coordenação é um prisma trigonal levmente distrocido com simetria de C3V. O número de coordenação é seis com os ânions tiocianatos coordenados pelo nitrogênio, enquanto os os tpppO estão coodenados pelos átomo de hidrogênios. / In this work the synthesis and characterization of trivalent rare earth (La, Ce Pr, Nd, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm Yb, Lu and Y) adducts between isothiocyanate with tripiperidinophosphinoxide (tpppO) are reported. The rare earth adducts were prepared by the reaction between lanthanides thiocyanates and tpppO in ethanolic solution. The complexes were characterized by elemental analysis, thermo gravimetric analysis, conductance measurements in millimolar acetonitrila solutions, IR absorption spectroscopy, uv-vis absorption spectrum of the neodymium compound, emission spectrum of europium, dysprosium and terbium compounds, X- ray powder patterns and X-ray diffraction through the monocrystal method of the praseodymium compound. Elemental analyses data strongly suggest the general formula [Ln(SCN)3(tpppO)3] for the complete series. Electrolytic conductivity measurements in milllimolar acetonitrile solutions yielded values in range 75 to 22 S cm2 mole-1. These values suggest the nonelectrolyte natures of the adducts. X-Ray powder diffraction pattern suggest the existence of three isomorphous series: 1) La; 2) Ce, Nd Pr; 3) Sm, Gd, Eu, Ho, Er, Tb, Lu and Y. All absortption spectra in IR region are similar and exhibit ν(CN) in the region of 2050 cm-1. This is indicative that the anion is coordinated through the nitrogen atom, or, in other words, the anion is in the isothiocyanate form. ln addition, these bands are split into two components in all complexes ( except for Eu and Tb ), evidencing that these anions are not all equivalent. In the IR spectra it is also possible to observe δ(NCS) at ca. 470-480 cm-1 and this also point out coordination through the nitrogen atom. In the IR spectra also ν (PO) is shifted to lower energies by ca. 10 cm1 with respect to free tpppO. This indicat coordination through the phosphoryl oxygen. It is also nortworthy that ν (PN) presents a consistent positive shift throghout the whole series of complexes. Absorption spectra of a neodymium compound were recorded. The hypersensitive band 4G5/2, 2G7/2 ← 4I9/2 appears, while the 2P1/2← 4I9/2 could not be observed experimentally. The first transition was observed to be centered at 17124 cm-1. From this value, the nephelauxetic parameter, β = 0,989, covalente factor, bl/2 = 0,072 and Sinha covalence parameter δ = 1,06 were calculated. These value point out the essentially electrostactic nature of metal-ligand bonds. The emission spectra of europium compound at 77 K presents one 5D0 → 7D0 peak (578 nm), three 5D0 → 7D1 peaks (593,595, 597nm) and five for 5D0 → 7D2 band (611,614, 617, 618, 620 nm). Taking into account the presence of 5D0 → 7D0 and the splits of 5D0 → 7D2 and 5D0 → 7D1 peaks the C3v symmetry can be proposed for this coordination polyhedron. Thermal analyses were carried out for Ce, Nd and Gd complexes. Tg-DTG curves show mass lasses starting at 284-320 ºC up to 1000 ºC. At 1200 ºC another mass loss occurs. The curves , however, are quite different whereas the Ce complex shows five non-resolved events between 300 and 400ºC, the Nd adducts shows two non-resolved events and the Gd only a broad peak. The mass of the final residues (above 1300ºC) are consistent with the corresponding lanthanide phosphate. Infrared spectra of these residues were recorded, confirming this assumption. Single- crystal X-ray diffraction analysis of the Pr complex was carried out. The crystal system is the monoclinic, space group Cc, with four molecules per unit cell. The coordination polyhedron is a slightly distorted trigonal antiprism with C3v symmetry. The coordination number is 6. All anion are in the thyocianate form and coordinated through their nitrogen atoms in one base of antiprism whereas the ligand (tpppO) are bonded to the other base through their oxygen atoms.

[ES] A lo largo de los años, numerosos materiales de construcción han sido objeto de experimentación y mejoras tecnológicas para cumplir con sus propósitos previstos y mantenerse competitivos en la industria de la construcción. En una era marcada por crecientes preocupaciones sobre el cambio climático, la selección de materiales de construcción con bajo impacto de carbono es fundamental. Sin embargo, materiales locales como la tierra carecen de los avances técnicos y la integridad estructural necesarios para lograr una adopción generalizada entre arquitectos y la sociedad. Si bien los materiales a base de tierra ofrecen beneficios ambientales innegables, como baja energía incorporada y emisiones de carbono, persisten dudas sobre su rendimiento técnico y su fiabilidad estructural. Los arquitectos y constructores a menudo prefieren opciones convencionales percibidas como más fiables. La tesis busca explorar las posibilidades arquitectónicas de los materiales de tierra, examinando formas de integrarlos en varios elementos arquitectónicos y proponiendo enfoques de diseño innovadores, como estructuras postensadas, para mejorar su usabilidad y ampliar sus aplicaciones. El objetivo es capitalizar las cualidades únicas de los materiales terrosos y desafiar la noción predominante de ellos como formas estandarizadas y planas, abordando las preocupaciones de viabilidad. La metodología de investigación emplea un método mixto concurrente, que combina datos experimentales con observaciones del comportamiento del material para derivar resultados. A través de un proceso de experimentación de tres fases, se prueban rigurosamente variables como materiales de moldeo, mezclas de tierra y estructuras postensadas. El diseño iterativo y las pruebas meticulosas refinan las técnicas de fabricación, asegurando la solidez del diseño de investigación. En resumen, esta tesis avanza significativamente los materiales de construcción contemporáneos y la ingeniería arquitectónica. A través de la innovación y la colaboración interdisciplinaria, facilita la creación de estructuras funcionales y estéticamente agradables que se integran perfectamente con su entorno, al tiempo que empujan los límites de los paradigmas de diseño convencionales. / [CA] Al llarg dels anys, nombrosos materials de construcció han sigut objecte d'experimentació i millores tecnològiques per a complir amb els seus propòsits previstos i mantindre's competitius en la indústria de la construcció. En una era marcada per creixents preocupacions sobre el canvi climàtic, la selecció de materials de construcció amb baix impacte de carboni és fonamental. No obstant això, materials locals com la terra manquen dels avanços tècnics i la integritat estructural necessàries per a aconseguir una adopció generalitzada entre arquitectes i la societat. Encara que els materials a base de terra ofereixen beneficis ambientals innegables, com baixa energia incorporada i emissions de carboni, persisteixen dubtes sobre el seu rendiment tècnic i la seua fiabilitat estructural. Els arquitectes i constructors sovint prefereixen opcions convencionals percebudes com més fiables. La tesi busca explorar les possibilitats arquitectòniques dels materials de terra, examinant maneres d'integrar-los en diversos elements arquitectònics i proposant enfocaments de disseny innovadors, com ara estructures postensades, per a millorar la seua usabilitat i ampliar les seues aplicacions. L'objectiu és capitalitzar les qualitats úniques dels materials terris i desafiar la noció predominant d'ells com a formes estandarditzades i planes, abordant les preocupacions de viabilitat. La metodologia de recerca empra un mètode mixt concurrent, que combina dades experimentals amb observacions del comportament del material per a derivar resultats. A través d'un procés d'experimentació de tres fases, es proven rigorosament variables com ara materials de motlleig, mesclades de terra i estructures postensades. El disseny iteratiu i les proves meticuloses refinen les tècniques de fabricació, assegurant la solidesa del disseny de recerca. En resum, aquesta tesi avança significativament els materials de construcció contemporanis i l'enginyeria arquitectònica. A través de la innovació i la col·laboració interdisciplinària, facilita la creació d'estructures funcionals i estèticament agradables que s'integren perfectament amb el seu entorn, alhora que impulsen els límits dels paradigmes de disseny convencionals. / [EN] Over the years, numerous building materials have undergone experimentation and technological enhancements to meet their intended purposes and remain competitive in the construction industry. In an era marked by escalating climate change concerns, the selection of low-carbon footprint building materials is paramount. However, local materials like earth lack the necessary technical advancements and structural integrity to garner widespread adoption among architects and society. While earth-based materials offer undeniable environmental benefits, including low embodied energy and carbon emissions, doubts persist regarding their technical performance and structural reliability. Architects and builders often prefer conventional options perceived as more dependable. The thesis seeks to explore the architectural possibilities of earthen materials, examining ways to integrate them into various architectural elements and proposing innovative design approaches, such as post-tensioned structures, to enhance their usability and broaden their applications. The objective is to capitalize on the unique qualities of earth materials and challenge the prevailing notion of them as standardized, flat forms while addressing feasibility concerns. The research methodology employs a concurrent mixed method, combining experimental data with observations of material behavior to derive outcomes. Through a three-phase experimentation process, variables such as mold materials, earth mixtures, and post-tensioned structures are rigorously tested. Iterative design and meticulous testing refine fabrication techniques, ensuring the robustness of the research design. In summary, this thesis significantly advances contemporary building materials and architectural engineering. Through innovation and interdisciplinary collaboration, it facilitates the creation of functional, aesthetically pleasing structures that seamlessly integrate with their environment while pushing the boundaries of conventional design paradigms. / Maher, JSL. (2024). Tectonic Potentials of Earthen Materials: Post-Tensioned Structures [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/207011