Issue
J. Phys. France
Volume 44, Number 8, août 1983
Page(s) 967 - 974
DOI https://doi.org/10.1051/jphys:01983004408096700
J. Phys. France 44, 967-974 (1983)
DOI: 10.1051/jphys:01983004408096700

Neutron scattering study of the reorientational motions for NH3 groups in (NH3(CH2)3NH3)MnCl 4

C. Sourisseau1, G. Lucazeau2 et A.J. Dianoux3

1  Laboratoire de Spectrochimie Infrarouge et Raman, 2, rue Henri-Dunant, 94320 Thiais, France
2  Université Paris-Nord, Laboratoire de Chimie Physique, avenue J. B.-Clément, 93430 Villetaneuse, France
3  Institut Laue-Langevin, 156 X, Centre de Tri, 38042 Grenoble, France


Abstract
Incoherent quasi-elastic neutron scattering experiments have been performed on oriented crystals and on polycrystalline samples of (NH3(CH 2)3NH3)MnCl4 and (NH3(CD 2)3NH3)MnCl4 compounds in the 4-300 K temperature range. Backscattering and time of flight spectrometers were used; spectra were obtained using different resolutions (1-170 μeV) and a large range of momentum transfers (0.17-2.57 Å-1). It is concluded that NH 3 groups reorientate below 300 K; the experimental spectra have been satisfactorily fitted with a model of 2 π/3 jumps of the NH3 groups, associated with a correlation time of 1 x 10-11 s at 300 K and an activation energy roughly equal to 27 kJ/mol. Finally a comparison with literature data, mainly from NMR and Raman results, is presented.


Résumé
Des expériences de diffusion incohérente quasi-élastique des neutrons ont été réalisées à partir de cristaux orientés et d'échantillons polycristallins des composés (NH3(CH2)3NH3)MnCl 4 et (NH3(CD2)3NH3)MnCl 4 sur le domaine de température 4-300 K. Des spectromètres à rétro-diffusion et à temps de vol ont été utilisés ; les spectres ont été enregistrés à l'aide de différentes résolutions (entre 1 et 170 μeV) et sur un large domaine de transfert de moment (entre 0,17 et 2,57 Å-1). On conclut que les groupes NH3 effectuent des mouvements de réorientation en dessous de 300 K. Les spectres expérimentaux ont été reproduits, de manière satisfaisante, par un modèle de sauts de 2 π/3 des groupes NH3, avec un temps de corrélation de 10-11 s à 300 K et une énergie d'activation d'environ 27 kJ/mole. Enfin, une comparaison de ces résultats avec ceux de la littérature, provenant essentiellement d'études antérieures par RMN et Raman, est présentée.

PACS
6112E - Neutron scattering (including small-angle scattering).

Key words
molecular reorientation -- neutron diffraction examination of materials -- organic compounds