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近年来，氨基酸类配体被广泛用于组装各种稀土或过渡金属-稀土原子簇化合物，大量的漂亮结构和具有优良光、电、磁学性质的原子簇被合成出来，大大地拓展了原子簇化学的研究领域。相比之下，与两性氨基羧酸相类似的两性膦酸配体构筑的稀土或过渡金属-稀土化合物还很少。本文选择了两个结构上非常有特点的两性膦酸，即N-哌啶亚甲基膦酸(H2L1)和N,N-二(亚甲基膦酸)-哌嗪(H4L2)为配体，通过常温溶液和水热反应合成了四大系列六种结构类型共20个化合物。对所有的化合物进行了单晶衍射、元素分析和红外等表征，对其中部分化合物进行了质谱、热重、荧光和磁性等测试。本研究分为七个部分：
第一章为前言，介绍了近年来以两性羧酸和两性膦酸为配体的稀土和过渡金属-稀土化合物的研究概况，然后阐述了本文的选题依据和研究意义。
第二章为实验部分，讲述了配体的合成过程并详细列举了本论文中所做的各种测试的条件。
第三章以N-哌啶亚甲基膦酸为配体，与稀土高氯酸盐在常温水溶液中反应得到两个孤立的九核稀土簇[Ln9(μ-OH)(Hpmp)12(H2O)26(ClO4)]·(ClO4)13·18H2O(Ln=Nd∶1和Pr∶2)，并对它们的磁性进行了初步的研究。
第四章介绍了如何从一次意外实验结果出发，成功合成并表征了十一个稀土-草酸-膦酸化合物：｛[Gd3(Hpmp)3(C2O4)2(H2O)5](ClO4)2·9H2O(3)；[Gd3(Hpmp)(C2O4)4(H2O)6]·5H2O(4)；[Ln2(Hpmp)(C2O4)2.5(H2O)3]·H2O，Ln=Gd(5)，Sm(6)，Eu(7)，Tb(8)，Dy(9)，Ho(10)，Er(11)，Yb(12)，Y(13)｝。这一系列化合物展示了三种结构类型(Ⅰ，Ⅱ，Ⅲ)，从二维孔洞结构(Ⅰ)到三维孔洞结构(Ⅱ，Ⅲ)，并从热力学和动力学的角度讨论了它们之间的关系。
第五章阐述了在水热条件下，膦酸配体(N，N’-二(亚甲基膦酸)-哌嗪)和羧酸配体(邻苯二甲酸，H2L3)与稀土离子协同配位得到两个具有三维开放骨架结构的化合物[Ln4(L3)2(H2L2)3(H3L2)2]·18H2O{Ln=La(14)，Nd(15)｝，它们结构中都含有四核稀土簇次级构筑单元(SBU)，并表征了化合物15的荧光性质。
第六章介绍了以N，N-二(亚甲基膦酸)-哌嗪和5-磺酸基水杨酸(H3L4)为配体与稀土离子自组装得到五个三维开放骨架结构的稀土-羧酸-磺酸-膦酸化合物[Ln(HL4)(H2L2)0.5(H4L2)0.5(H2O)]·1.5H2O{Ln=La(16)，Pr(17)，Nd(18)，Sm(19)，Eu(20)｝，其结构中同时含有羧基、磺酸基、膦酸基以及酚羟基等四种官能团。此外，还对化合物18和20的荧光性质进行了研究。
第七章是对本文工作的总结与展望。