基于二氰根铬酸盐配合物的合成、结构与磁性的研究

摘要

控制合成具有特定拓扑结构和磁性的配合物是分子磁学领域中最具挑战性课题之一。氰基金属盐组装的分子配合物表现出独特的优越性而备受关注。本论文的重点工作主要集中在选用性质稳定的二氰根铬酸盐,合理地设计和选择含活性配位点的金属构筑模块,控制合成了10例具有不同拓扑结构和磁性的低维氰根桥联铬酸盐配合物,详细研究它们的结构与磁性。
　　1、基于二氰根铬酸盐与以1,4,8,11-四氮杂环十四烷为母体获得的金属Ni构筑模块反应,组装得到了四个氰根桥联的 CrIIINiII三核配合物;磁性研究表明,四个CrIIINiII三核配合物中存在整体的铁磁耦合作用,CrIIINiII三核配合物在低温表现出弱的反铁磁耦合作用;根据随着Ni–N氰根θ/(°)键参数的增大,氰根桥联的Cr(III)-Ni(II)配合物磁耦合常数也增大的性质,拟合出磁耦合常数(J)和Ni–N=C(θ)键角的线性关系,符合一般铁磁耦合配合物的规律,推算并验证了Julve课题组理论计算的铁磁性与反铁磁性配合物的M–N氰根θ/(°)临界角。
　　2、基于二氰根铬酸盐与以1,4,8,11-四氮杂环十四烷为母体获得的金属Cu构筑模块反应,组装得到了一个氰根桥联的CrIIICuII一维链状配合物和三个氰根桥联的CrIIICuII三核配合物;磁性研究表明,配合物中存在整体的铁磁耦合作用,磁性理论拟合得到了该配合物的铁磁耦合强度 J值;CrIIICuII离子对化合物中存在弱的反铁磁性和Cr(III)离子零场分裂效应,采用理论拟合得到了相应的磁性常数。
　　3、基于二氰根铬酸盐和用2,6-二乙酰基吡啶、三乙烯四胺与Co(ClO4)2·6H2O反应获得的金属[Co(L-N5)](ClO4)2构筑模块,组装得到了氰根桥联的 CrIIICoII一维链状配合物9;由 K3[Cr(CN)6]·H2O与[Co(L-N5)](ClO4)2构筑模块反应组装得到了氰根桥联的 CrIIICoII二维网状结构配合物10。磁性研究表明,配合物9和10中Cr(III)和Co(II)离子通过氰基传递的磁耦合作用呈铁磁性。由于配合物9层间存在弱的反铁磁相互作用,使其表现出长程反铁磁有序行为以及从反铁磁排列到铁磁排列的变磁行为,磁相变温度TN为9.4 K,克服分子间反铁磁耦合的临界场为2000 Oe。配合物10的居里温度TC为15 K。在2.0 K下的磁滞回线显示典型的软铁磁体行为,矫顽场为10 Oe,剩磁大约7.8 Nβ。
　　以上研究内容表明,通过控制合成配合物中自旋载体或金属离子的修饰配体能有效的调节配合物的拓扑结构及磁学性质。

目录

封面

声明

致谢

中文摘要

英文摘要

目录

图清单

表清单

变量注释表

1 绪论

1.1 研究背景与意义（Research Background and Significance）

1.2 氰 根 桥 联 配 合 物 的 研 究 概 述 （ The Overview of Cyanide-bridged Complexes）

1.3 论文主要研究内容（ The Main Research Contents of The Thesis）

2 表征方法及测试仪器

2.1 常规表征（General Characterization）

2.2 晶体结构测定及解析（Crystal Structure Determination）

2.3 磁性测试（Magnetic Property Measurement）

3 基于二氰根铬酸盐的CrIIINiII配合物的研究

3.1 前言（Introduction）

3.2 二氰根铬酸盐及相关构筑单元的合成（ Syntheses of the Dicyanidechromates(III) and Related Building Units）

3.3 基于二氰根铬酸盐的CrIIINiII三核配合物的研究( Study on the CrIIINiII Trinuclear Complexes Based on the Dicyanidechromates(III))

3.4 本章小结（Chapter Summary）

4 基于二氰根铬酸盐的CrIIICuII配合物的研究

4.1 前言 （Introduction）

4.2 二氰根铬酸盐相关构筑单元的合成（ Syntheses of the Dicyanidechromates(III) and Related Building Units）

4.3 基于二氰根铬酸盐的 CrIIICuII一维配合物的研究( Study on the CrIIICuII One-dimensional Complex Based on the Dicyanidechromates(III))

4.4 基于二氰根铬酸盐的 CrIIICuII三核配合物的研究( Study on the CrIIICuII Trinuclear Complexes Based on the Dicyanidechromates(III))

4.5 本章小结（Chapter Summary）

5 基于氰根铬酸盐的CrIIICoII配合物的研究

5.1 前言 （Introduction）

5.2 二氰根铬酸盐相关构筑单元的合成（ Syntheses of the Dicyanidechromates(III) and Related Building Units）

5.3 基于二氰根铬酸盐的 CrIIICoII一维配合物的研究( Study on the CrIIICoII One-dimensional Complex Based on the Dicyanidechromates(III))

5.4 二氰基铬酸盐及相关构筑单元的合成（ Syntheses of the Hexacyanidechromate(III) and Related Building Units）

5.5基于六氰根铬酸盐的CrIIICoII二维配合物的研究（Study on the CrIIICoII Two-dimensional Complex Based on the Hexacyanidechromate(III)）

5.6本章小结(Chapter Summary)

6 结论

参考文献

作者简历

学位论文数据集