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分子磁性材料以其在信息存储与处理方面的独特价值与应用前景已引起科学家的广泛关注。合成具有明确晶体结构的分子磁性材料,对于探讨磁性与分子结构的关系具有重大意义,从而为合成新的具有优异磁学性质的功能材料具有重要指导作用。氰基以其最短距离的线性共轭体系,可以有效传递强磁相互作用,在分子磁学领域得到广泛重视。 与已被广泛研究的六氰基金属离子相比,八氰基金属离子是近几年才被用于磁学研究的一个桥联配体。对八氰基金属配合物开展研究主要归因于以下三点:1)八氰基金属配离子[M(CN)8]3-/4-(M=Mo,W,Nb)具有灵活多变的结构。在不同的配位环境中其可表现出三种不同的立体构型:反四棱柱(D4d)、正十二面体(D2d)和双帽三棱柱(C2v)。因此,八氰基金属配合物可以表现出从零维到三维的多种多样的结构,进而表现出丰富多彩的磁学性质;2)4d和5d过渡金属离子磁轨道的弥散程度比3d过渡金属离子更大,与顺磁离子耦合可以获得更强的磁相互作用,理论上可以提高分子磁体的居里温度;3)[M(CN)8]3-/4-(M=Mo,W,Nb)中心离子的变价性为自旋跃迁磁体和光诱导磁体的合成提供了非常好的前驱体。本论文以八氰基金属离子为构筑基块,选用合适的顺磁离子和辅助配体,得到了一系列结构新颖的八氰基分子磁性配合物,并详细研究了它们的晶体结构和磁学性质,讨论了结构和磁性的关系。主要研究成果如下: 1)利用合成的三核磁性构筑单元[CuⅡ2(pdd)2LnⅢ(NO3)3],pdd=2,6-二(1,3-丙二酮)吡啶,与八氰基金属[W(CN)8]3-进行自组装,得到了四个具有阶梯型—维链状结构的化合物1-4。 [CuⅡ2EuⅢ(pdd)2wⅤ(CN)8(H2O)4]n·4H2O(1)[CuⅡ2GdⅢ(pdd)2WⅤ(CN)8(H2O)4]n·4H2O(2)[CuⅡ2TbⅢ(pdd)2WⅤ(CN)8(H2O)4]n·4H2O(3)[CuⅡ2DyⅢ(pdd)2WⅤ(CN)8(H2O)4]n·4H2O(4) 磁性研究表明,化合物2-4分子链内所有的顺磁离子将均存在铁磁相互作用,且具有磁性慢弛豫性质。 2)稀土离子TbⅢ和HoⅢ分别与多齿N、O配体dppd=1,3-二(2-吡啶)-1,3-丙二酮,以及[w(CN)8]3-反应得到了一个具有直线型一维链状化合物5和线型三核结构化合物6,这种新颖的结构在八氰体系中是首次发现,磁性研究表明化合物5表现出磁性慢弛豫性质。其化学式分别为:[TbⅢ2(dppd)3WⅤ(CN)8(DMF)3(H2O)]·(H2O)5(5)[HoⅢ2(dppd)3WⅤ(CN)8(H2O)4]·(H2O)7(6) 3)利用过渡金属MnⅡ、CoⅡ与适当的碱性配体和[M(CN)8]3-(M=W,Mo)反应获得了四个完全基于[M(CN)8]4-(M=W,Mo)和过渡金属的具有多维结构的化合物7-10。拓扑分析显示化合物7和8具有新颖的拓扑结构。其分子式分别为:[MnⅡ2WⅣ(CN)8(H2O)4]n·(H2O)3(7)[MnⅡ2MoⅣ(CN)8(H2O)2(CH3OH)]n·(H2O)2(8)[CoⅡ2MoⅣ(CN)8(H2O)7]n·(H2O)(9)[CoⅡwⅣ(CN)8]n·(H2O)7(CH3OH)(10)。