六氰合金属基配合物的合成、结构及磁性研究

摘要

近年来,六氰合金属基配合物因其在磁性、储氢、催化、负热膨胀性、发光性质等方面具有广泛的应用前景以及其结构的丰富多样性,而越来越受到关注,成为分子基磁体材料的研究热点之一。本论文采用溶液缓慢扩散法,以K3[M(CN)6](M=Fe, Co, Cr)为构筑基元与过渡金属离子或稀土金属离子、有机配体通过自组装反应成功合成了18个新型六氰合金属基配合物,并利用单晶X射线衍射仪测定了配合物的晶体结构,采用红外光谱、热重和粉末X射线衍射等手段对产物进行谱学表征,还利用SQUID磁强计研究了部分配合物的磁性。
　　零维四核簇状配合物:M'(terpy)(DMF)(H2O)2[M(CN)6]·6H2O(M'M=YFe(1),GdFe(2),TbFe(3),DyFe(4),TbCo(5),DyCo(6);terpy=2,2′:6′,2′'-terpyridine)具有相同的结构,[M(CN)6]3-和M'3+交替排列构成四核簇状结构,簇与簇之间通过氢键、π-π堆积形成三维超分子结构。磁性研究发现,在配合物1、3、4中金属离子之间均没有磁性相互作用,而配合物2中金属离子GdⅢ和FeⅢ之间存在弱的反铁磁性相互作用。
　　一维螺旋链状配合物:Ln(phen)3(H2O)[Cr(CN)6]·7H2O(Ln=Ce(7),Pr(8), Nd(9);phen=1,10-phenantroline)是一维螺旋链状结构,其磁性研究表明,配合物7、9中金属离子Ln(Ce、Nd)与Cr之间存在铁磁性相互作用。
　　其他一维链状配合物:Y(phen)2(H2O)2[Fe(CN)6]2·2phen(10)、M'(phen)2(H2O)2[M-(CN)6]·nH2O( M'M= YFe(11), YCo(12), DyCo(13))、Dy(phen)2(H2O)2[Cr(CN)6]·2C3H7-OH·4H2O(14)和Yb(phen)2(H2O)2[Cr(CN)6]·3phen·H2O(15)。10与15同构,属于三斜晶系,空间群为P-1。而11-14同构,属于单斜晶系,空间群为C2/c。在10-15中,M'和M原子均分别处于三冠三棱柱和八面体的配位构型中,M'与 M中心通过氰基连接成一维链,链与链之间则通过氢键、π-π堆积构成三维超分子结构。
　　三维配合物及单核配合物:在设计合成一维链状配合物的同时还得到了两个三维配合物和一个单核配合物。Ln(H2O)2[Fe(CN)6]·2H2O(Ln=Ce(16),Eu(17))同构,属于正交晶系,空间群为Cmcm,Ln和Fe通过氰基相连形成三维多孔网络结构。单核配合物(Htmphen)3Co(CN)6·5H2O(18)(tmphen=3,4,7,8-tetramethyl-1,10-phenanthroline)属于三斜晶系,空间群为P-1,其非对称单元由三个[Htmphen]+阳离子,一个[Co(CN)6]3-阴离子和五个水分子构成。[Co(CN)6]3-和[Htmphen]+离子对通过氢键、π-π堆积形成三维超分子网络结构。

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Contents

第1章 绪 论

1.1研究背景及意义

1.2六氰合金属基配合物的研究方法

1.3六氰合金属基配合物的研究进展

1.4 本论文的研究内容

第2章 零维四核六氰合金属基配合物的合成、结构表征与磁性研究

2.1 引言

2.2试剂和仪器

2.3配合物1-6的合成与结构

2.4 配合物1-4原料的X射线衍射表征

2.5 配合物1-4的红外光谱表征

2.6 配合物1-4的热重表征

2.7 配合物1-4的磁性研究

2.8 本章小结

第3章 一维螺旋链状配合物Ln(phen)3(H2O)[Cr(CN)6]·7H2O (Ln=Ce, Pr, Nd)的合成、表征与磁性研究

3.1引言

3.2试剂和仪器

3.3 配合物7-9的单晶原料合成及表征

3.4 配合物7-9的磁性研究

3.5 本章小结

第4章 一维链状六氰合金属基配合物的合成与结构表征

4.1 引言

4.2 试剂和仪器

4.3 配合物10-15的合成

4.4 配合物10-15的晶体结构

4.5 本章小结

第5章 三维及单核六氰合金属基配合物的合成与结构表征

5.1引言

5.2 试剂和仪器

5.3 配合物16-18的合成与结构表征

5.4 本章小结

结 论

参考文献

攻读硕士学位期间所发表的学术论文

致谢