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分子磁体是磁化学中异常活跃的研究对象。通过对分子磁体的磁性研究,可以探讨自旋载体之间的相互作用及其作用机理,研究分子磁性与结构之间的关系,从而为合成新的磁性功能材料提供理论指导。由于氰基是距离最短的线性共轭桥联配体,和金属离子配位后形成的反馈π键使C=N键长缩短,从而传递非常强的磁相互作用,因此,氰桥组装的分子磁体是分子磁体研究中的一个重要内容。与被广泛研究的六氰基金属配离子相比,八氰基金属配离子是近几年才被研究的一个磁性桥联配体。开展对八氰基金属配合物的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)是一个灵活多变的构筑基块。根据化学环境,例如周围配体及与之结合的金属离子的不同,它可以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,从而表现出丰富多彩的磁学性质。2)由于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,可以得到更强的磁相互作用,理论上可以获得更高的居里温度。3)[M(CN)8]3-/4-(M=Mo,W,Nb)中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配离子为构筑基块,根据不同的研究目的,引入合适的辅助配体,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。 本论文的主要研究成果包括以下三个方面: 1、通过引入不同的辅助配体,合成了零维簇合物1-8,并对它们的结构和磁性进行了研究。从结构上看,化合物1是一个Cu13W7二十核的簇合物,单个分子具有明亮钻石琢型的总体结构,该化合物是目前八氰体系中核数最多的化合物。磁性研究表明,该化合物中存在簇内的铁磁相互作用。化合物2为Mn6W4的十核结构,磁学研究表明该化合物具有较高的基态自旋值,其Sr=13。化合物3-4是一对对映异构体,化合物3由四核阳离子{[CuⅡ(L1)2]3[WⅤ(CN)8]}3+(L1=(1R,2R)-1,2-二苯二胺)和单核阴离子[WⅤ(CN)8]3-构成;化合物5-6也呈对映异构关系,化合物5由四核阴离子{[CuⅡ(L1)2]2[WⅤ(CN)8]2}2-和单核阳离子[CuⅡ(L1)2(H2O)]2+构成。化合物3-6都呈现出铁磁相互作用与铁电共存的性质。化合物7-8为同构关系,由四核阴离子{[M(tpm)(H2O)]2[WⅤ(CN)8]2}2-(tpm=三吡唑甲烷,M=Co(7),Mn(8))和单核阳离子[MⅡ(tpm)2]2+构成。化合物7中Co-W之间存在铁磁相互作用,化合物8表现自旋玻璃的性质,其对应的Tf=2.6K。 2、通过选择合适的配体,合成一系列同构的一维八氰基稀土配合物9-15:[Ln(tmphen)2(DMF)2Mo(CN)8]∞(Ln=Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er和Tm; tmphen=3,4,7,8-四甲基-邻菲哕啉),并对这些配合物的磁性进行了初步地研究。 3、通过选择合适的单齿配体,合成了一系列具有三维结构的配位聚合物16-19。其中在化合物16中Mn-W为反铁磁耦合作用;化合物17-19中两个锰离子通过NC-WⅣ(MoⅣ)-CN传递弱的反铁磁相互作用。