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金属富勒烯是由内嵌金属和外层富勒烯碳笼组成的团簇分子，因其具有嵌套的结构、独特的生物医学功能和丰富的光电磁性质受到广泛的关注和研究。开发新型内嵌团簇对金属富勒烯结构与性质研究具有重要意义，特别是以内嵌模板的形式成系列地开发金属富勒烯群并建立起新的家族，将迅速扩大金属富勒烯的数量并有利于做系统的研究。含有电子自旋的金属富勒烯体现出特殊的顺磁性质并具有可调控性，这些顺磁性质在量子信息处理原器件、单分子磁体等方面具有应用价值。本文主要论述新结构金属富勒烯的制备及电子自旋性质，主要内容包括: 1)内嵌M3CN团簇的新结构金属富勒烯:在Sc3CN@C80中，外层为Ih对称性的C80碳笼，笼内是五元的Sc3CN平面团簇，结果还表明Sc3CN在笼内可以自由旋转，使得分子具有较大的极性。在Sc3CN@C78中，分子的外层碳笼含有两对相邻五元环，属于Non-IPR的富勒烯结构，内嵌的Sc3CN团簇也是五元共平面结构，其中两个Sc分别于两个相对五元环形成较强的化学键。另外，在Sc3(C2)(CN)@C80中，外层为Ih对称性的C80碳笼，笼内是七个原子组成的Sc3(C2)(CN)大团簇，其中不但有Sc3CN团簇单元，还有C2形成的金属碳化物单元。以上金属碳氮化物内嵌团簇构筑了一类新型的金属富勒烯家族，它们带来了丰富的分子结构与性质，对于金属富勒烯的发展具有重要意义。 2)金属富勒烯的电子自旋与顺磁性质:分析了Sc3C2@C80吡咯烷双加成产物的ESR顺磁性质，对其中一个异构体的ESR分析发现笼内3个Sc核均不相同，研究结果表明我们可以通过化学反应改变金属富勒烯的电子结构进而调控它们的顺磁性质。研究了温度对金属富勒烯Sc3C2@C80和Y2@C79N电子特性的影响，结果表明低温造成了Sc3C2和Y2内嵌团簇转动变慢，甚至使得Y2@C79N在低温下体现出顺磁各向异性。