Structure and Magnetic Properties of a Ni(Ⅱ) Complex Based on 2-(3-Pyridyl) Benzimidazole-5-Carboxylic Acid

doi:10.16553/j.cnki.issn1000-985x.2026.0004

Abstract

Abstract: A new two-dimensional nickel（Ⅱ） coordination polymer ［Ni（pbc）₂（H₂O）］·2.5H₂O （1）［Hpbc=2-（3-pyridyl）benzimidazole-5-carboxylic acid］ was successfully synthesized using a solvothermal synthesis method. Its chemical composition and structure were systematically characterized by infrared spectroscopy， elemental analysis， and single-crystal X-ray diffraction. The crystal structure analysis reveals that the central Ni²⁺ is in a six-coordinate ｛NiN₂O₄｝ environment， exhibiting a slightly distorted octahedral geometry. The deprotonated pbc^- ligand demonstrates versatile bridging capabilities by coordinating in two distinct modes：μ₂-κO∶κN andμ₂-κO，O'∶κN. Through these different coordination modes， the ligands connect adjacent nickel ions along thea-axis direction to form one-dimensional straight chains， and along theb-axis direction to form one-dimensional zigzag chains， respectively. These one-dimensional motifs are subsequently interlinked and extended into a coherent two-dimensional layered network within theab plane. This two-dimensional coordination network is further assembled into a three-dimensional supramolecular framework via intermolecular hydrogen bonds， which involve the participation of uncoordinated nitrogen and oxygen atoms from the ligands and the lattice water molecules. Topological analysis of this framework shows that the complex possesses a binodal （2，4）-connected network structure with the Schläfli symbol ｛8⁴·12²｝｛8｝₂. In addition， variable-temperature magnetic susceptibility measurements demonstrate weak ferromagnetic coupling characteristics in the mononuclear nickel complex.

Key words: 2-（3-pyridyl）benzimidazole-5-carboxylic acid; Ni（Ⅱ） complex; crystal structure; magnetic property; solvothermal synthesis method

CLC Number:

O641

ZHANG Liyang, FENG Sisi, DU Xueqin, YANG Dongdong. Structure and Magnetic Properties of a Ni(Ⅱ) Complex Based on 2-(3-Pyridyl) Benzimidazole-5-Carboxylic Acid[J]. Journal of Synthetic Crystals, 2026, 55(5): 809-815.

Figures/Tables 8

References 24

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Complex	C₂₆H₂₂N₆NiO_7.50
Formula weight	597.21
Temperature/K	293
Wavelength/Å	0.710 73
Crystal symmetry	Monoclinic
Space group	C2/c
a/nm	1.300 91 （5）
b/nm	1.576 15 （6）
c/nm	2.536 3 （1）
α/（°）	90
β/（°）	97.328 （1）
γ/（°）	90
V/nm³	5.158 0 （3）
Z	8
D_calc/（g·cm^-3）	1.538
μ/mm^-1	0.813
F（000）	2 464
Crystal size/mm	0.13×0.15×0.25
θ range for data collection	3.1~25
R_int	0.038 1
GOF	0.894
R ［I>2σ（I）］	R₁ =0.038 1，wR₂=0.109 7
R［all data］	R₁ =0.040 3，wR₂=0.111 8
Largest diff. peak and hole/（e·nm^-3）	1 018 and -841
CCDC	2453600

Complex	C₂₆H₂₂N₆NiO_7.50
Formula weight	597.21
Temperature/K	293
Wavelength/Å	0.710 73
Crystal symmetry	Monoclinic
Space group	C2/c
a/nm	1.300 91 （5）
b/nm	1.576 15 （6）
c/nm	2.536 3 （1）
α/（°）	90
β/（°）	97.328 （1）
γ/（°）	90
V/nm³	5.158 0 （3）
Z	8
D_calc/（g·cm^-3）	1.538
μ/mm^-1	0.813
F（000）	2 464
Crystal size/mm	0.13×0.15×0.25
θ range for data collection	3.1~25
R_int	0.038 1
GOF	0.894
R ［I>2σ（I）］	R₁ =0.038 1，wR₂=0.109 7
R［all data］	R₁ =0.040 3，wR₂=0.111 8
Largest diff. peak and hole/（e·nm^-3）	1 018 and -841
CCDC	2453600

Bond	Length/nm	Bond	Angle/（°）
Ni1—O3	2.016 3 （19）	O3—Ni1—O2ⁱⁱ	165.72 （8）
Ni1—O2ⁱⁱ	2.032 4 （19）	O3—Ni1—N3	100.77 （8）
Ni1—N3	2.075 （2）	O2ⁱⁱ—Ni1—N3	93.47 （8）
Ni1—O5	2.087 （2）	O3—Ni1—O5	92.51 （8）
Ni1—N6ⁱ	2.107 （2）	O2ⁱⁱ—Ni1—O5	87.34 （8）
Ni1—O1ⁱⁱ	2.270 （2）	N3—Ni1—O5	85.90 （8）
		O3—Ni1—N6ⁱⁱⁱ	90.52 （8）
		O2ⁱⁱ—Ni1—N6ⁱⁱⁱ	89.84 （9）
		N3—Ni1—N6ⁱⁱⁱ	93.11 （9）
		O5—Ni1—N6ⁱⁱⁱ	176.94 （8）
		O3—Ni1—O1ⁱⁱ	105.06 （8）
		O2ⁱⁱ—Ni1—O1ⁱⁱ	60.67 （7）
		N3—Ni1—O1ⁱⁱ	154.00 （8）
		O5—Ni1—O1ⁱⁱ	89.98 （8）
		N6ⁱⁱⁱ—Ni1—O1ⁱⁱ	89.67 （9）

Bond	Length/nm	Bond	Angle/（°）
Ni1—O3	2.016 3 （19）	O3—Ni1—O2ⁱⁱ	165.72 （8）
Ni1—O2ⁱⁱ	2.032 4 （19）	O3—Ni1—N3	100.77 （8）
Ni1—N3	2.075 （2）	O2ⁱⁱ—Ni1—N3	93.47 （8）
Ni1—O5	2.087 （2）	O3—Ni1—O5	92.51 （8）
Ni1—N6ⁱ	2.107 （2）	O2ⁱⁱ—Ni1—O5	87.34 （8）
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		N3—Ni1—O1ⁱⁱ	154.00 （8）
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		N6ⁱⁱⁱ—Ni1—O1ⁱⁱ	89.67 （9）