以1,10-邻啡啰啉衍生物为配体的配位化合物的合成及分子间磁相互作用机理研究

摘要

分子磁性配合物(molecular magnetic compounds)领域,是一个富有挑战性的前沿领域。正是这个前景广阔的热点学科,在近些年发展非常迅速。化学家对分子磁学领域的研究主要集中在自旋载体单元之间的耦合作用,即磁相互作用。更为重要的是,此类化合物的磁学特性与其光学,电学,催化和生物学等方面的特殊功能,有着密不可分的联系。 本论文所合成的新型配合物选用1,10–邻啡啰啉的衍生物为配体,即2–吡唑基–1,10–邻啡啰啉(PP),2–乙氧基–1,10–邻啡啰啉(PE)和2,9–二氯–1,10–邻啡啰啉(PCC),因配位体的结构不同,所以合成的配合物也具有了不同的磁学性质。以2–吡唑基–1,10–邻啡啰啉为配体,合成了配合物[CuII2(μ–I)2CuI2(μ–I)2(PP)2I2](2)和配合物[MnIICl2(CH3OH)(PP)](3);以2–乙氧基–1,10–邻啡啰啉为配体,合成了配合物[CuIICuI(μ1,3–SCN)2(μ1,1,3–SCN)(PE)]n(1),[NiII(SCN)2(PE)2](H2O)2(4)和[CoII(N3)2(PE)2](H2O)2(5);以2,9–二氯–1,10–邻啡啰啉为配体,合成了配合物[CuI(PCC)2]·ClO4(6)。 我们对所合成的新型配合物,进行了红外光谱测定,X–射线单晶衍射和X–射线粉末衍射,确定了其元素组成和晶体结构,发现其结构中存在的p-p重叠作用和氢键作用。又分别对配合物(1)和配合物(2)做了变温磁化率实验,获得了良好的磁性数据;对配合物(1),配合物(2),配合物(3)和配合物(4)进行了密度泛函模型计算,获得了其自旋密度数据,并且根据McConnellI自旋极化机理,探索了其结构中存在的磁耦合通道原子的自旋密度与磁耦合品质间的关联;对配合物(5)和配合物(6),进行了结构方面的分析,发现了其结构中存在的磁耦合通路。 本论文的研究成果在于,探索和解释了分子间短距离相互作用与磁耦合性质的机理,这对制备新型的多功能磁性材料等方面具有非常重要理论和实验指导意义。

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前 言

第一章 具有???重叠结构的多核 CuII和 CuI混合价态配合物和单核MnII配合物的合成、表征和磁相互作用性质的研究

第一节 具有???重叠结构的二维CuII和CuI混合价态的配合物[CuIICuI(μ1,3–SCN)2(μ1,1,3–SCN)(PE)]n (1)的合成，表征和磁相互作用的研究

第二节 具有???重叠结构的四核CuII和CuI混合价态配合物[CuII2(?–I)2CuI2(?–I)2(PP)2I2] (2)的合成，表征和磁相互作用的研究

第三节 具有???重叠结构的单核MnII配合物[MnIICl2(CH3OH) (PP)] (3)的合成，表征和磁相互作用研究

第二章 具有分子间作用力的 NiII配合物和 CoII配合物的合成、表征和磁相互作用性质的研究

第一节 具有分子间作用力的单核NiII配合物[NiII(SCN)2 (PE)2](H2O)2 (4)的合成，表征和磁相互作用的研究

第二节 具有分子间作用力的单核CoII配合物[CoII(N3)2(PE)2] (H2O)2 (5)的合成，表征和磁相互作用的研究

第三章 以 2,9–二氯–1,10–邻啡啰啉为配体的单核 CuI配合物[CuI(PCC)2]·ClO4 (6)的合成和结构表征

一、实验部分

二、结果讨论

三、小结

参考文献

附录(配体红外光谱图)

作者在硕士期间发表的学术论文

致谢