四氮唑-1-乙酸配合物的合成、晶体结构、谱学表征及磁性质研究

来源 :广西师范大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:liangmingming
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利用溶液法,本文合成了十四个尚未见报道的配位聚合物。通过红外光谱、元素分析、X-射线单晶衍射等手段,较系统地研究了它们的晶体的结构,并测定了配合物(1)4的磁性质和配合物(7)、(8)的固体荧光性质。所用的配体四氮唑-1-乙酸(Htza)在本论文中出现了以下几种配位方式:本论文分为以下三部分:第一章:通过调控反应体系的pH值或加入第二配体的方法,合成了五种四氮唑-1-乙酸铜的配合物{[Cu(tza)2(Htza)2]·2H2O}n (1), [Cu(tza)2]n (2), {[Cu2(tza)2(CH3COO)(μ3-OH) (H2O)]·H2O}n (3), [Cu2(tza)3(μ3-OH)·2H2O]n (4), {[Cu(tza)(phen)](ClO4)}n (5).合成配合物(1)时,反应体系的pH值为2.02.5,配合物中配体以(b)和(c)两种形式存在,Cu(II)通过(c)连接成一维链状结构,相邻的链间通过氢键组装成二维网状超分子配合物。合成配合物(2)时,反应体系的pH值为3.0,配合物中配体均以(d)的形式存在,将Cu(II)连接成二维网状配位聚合物。合成配合物(3)时的pH值为3.87,配合物的每一个单元中有两个μ3-OH将四个Cu(II)连接在一起,然后通过(d)和(i)两种配位形式连接成二维网状结构,又由氢键组装成三维超分子配合物。合成配合物(4)时的pH值为5.5,配合物(4)和配合物(3)的结构单元一样,但配合物(3)中还有CH3COO-与铜配位,并且在二者中配体的配位形式不同。配合物(4)中Cu(II)通过(c)、(d)、(e)的形式连接成二维网状结构,然后通过氢键连接成三维超分子配合物。在配合物(5)中,加入了第二配体phen以考查其对配合物结构的影响。由于phen与Cu(II)配位,增加了空间位阻,Cu(II)只是通过(e)的形式连接成一维无限z形链结构。配合物(1)、(2)、(4)、(5)属单斜晶系,空间群分别为C2/c、P2(1)/c、P2(1)/n、C2/c;配合物(3)属三斜晶系,空间群为P-1。第二章:本章用四氮唑-1-乙酸和Zn(II)、Cd(II)、Pb(II)的氧化物及Cd(II)、Co(II)的高氯酸盐反应,合成了五种配合物[Zn2(tza)3(μ3-OH)(H2O)·2H2O]n (6), [Cd(tza)2]n (7), {[Cd(tza)(2,2?-bipy)(H2O)](ClO4)}n (8), {[Co(tza)(2,2?-bipy)(H2O)](ClO4)}n (9), [Pb(tz- a)2]n (10).主要考查了第二配体、不同的金属离子对配合物配位构型的影响。配合物(6)中,配体以(c)、(e)、(h)的形式存在,将金属离子Zn(II)连接成二维网状配位聚合物。配合物(7)中,配体以(e)的形式存在,将金属离子Cd(II)连接成三维网络配位聚合物。在合成配合物(8)时,加入了2,2?-bipy,配合物中Cd(II)通过(e)沿bc面连接成二维网状结构。由于2,2?-bipy的参与,使配合物(8)在a轴方向的伸展受到限制,但面与面间仍通过氢键和π-π堆积作用组装成三维超分子网络结构。配合物(9)中金属离子Co(II)配位构型以及空间排列方式和配合物(8)中的Cd(II)完全一致,只是相应的键长稍有变化。在配合物(10)中,配体以(f)的形式与Pb(II)配位,形成一维链状结构。在链状结构中,Pb(II)有两种取向,链间相邻的Pb(II)之间存在弱的Pb-O···Pb键,通过这种弱的相互作用,配合物(10)在空间形成三维网络超分子聚合物。配合物(6)为三斜晶系,空间群为P-1;配合物(7)10均属单斜晶系,空间群分别为P2(1)/n、P2(1)/c、P2(1)/c、C2/c。第三章:本章用四氮唑-1-乙酸和稀土氧化物合成了四种配合物,[La(tza)3(H2O)2·2H2O]n (11), [Pr(tza)3(H2O)2·2H2O]n (12), [Nd(tza)3(H2O)2·1.5H2O]n (13), [Sm2(tza)6(H2- O)5·H2O]n (14).配合物(11)和(12)中金属离子的配位构型以及空间排列方式完全一样,金属离子通过(c)和(g)的形式连接成一维链状结构,然后通过氢键组合成三维超分子配合物。而配合物(13)中Nd(III)的配位构型没变,但配体在金属离子周围的排列发生了变化。配合物(14)与前三个配合物的差别较大,每一结构单元中出现了Sm(III)1和Sm(III)2两种不同配位构型的中心金属离子。Sm(III)1的配位构型和配合物(13)中Nd(III)的完全一样,Sm(III)2则是八配位以双核单元的形式存在,每个单元通过分子间氢键连接成二维网状结构。Sm(III)1的链和Sm(III)2的网又通过氢键形成三维超分子结构。配合物(11)和(12)属单斜晶系,空间群均为P2(1)/c;配合物(13)和(14)属三斜晶系,空间群均为P-1。在2320 K温度范围内测定了配合物(1)4的变温磁化率。磁性数据表明:配合物(1)的金属离子间表现为反铁磁相互作用,配合物(2)的金属离子间表现为铁磁相互作用,配合物(3)和(4)的金属离子间均存在净的反铁磁相互作用。在相同条件下测了配合物(7)和(8)的固体荧光(室温)。配合物(7)没有荧光发射;配合物(8)在波长λem = 445 nm (λex = 397 nm)处有最大荧光发射,属于LLCT跃迁。
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