STUDIES ON REDOX PROPERTIES OF HETEROPOLY ACIDS (SALTS) AND THEIR DERIVATIVES WITH KEGGIN AND DAWSON STRUCTURES

We have systematically studied redox properties of two series of several dozen heteropoly acids (salts) and their derivatives with vanadium and rare-earth elements with Keggin and Dawson structures, e. g. LnHSiMo_(12), SiMo_(12-n)V_n, M_(1.5)PMo_(12), PMo_(12-n)V_n, PW_(12-n_V_n, Ln(PMo_(11))_2, Sm(XMo_(11))_2 and P_2Mo_(18-n)V_n, etc., and obtained their sequence of oxidation. It was found that there is a linear relationship between the reduction potentials of heteropoly anions and the derivatives of heteropoly anions with rare-earth elements with Keggin structure and nq~2 (n and q are the principal quantum number and charge of the central ion respectively). On the basis of the electrostatic model the regularity of oxidation and reduction was rationalized.     

钨硅铁杂多酸盐的Mssbauer谱研究(Ⅱ)——三取代杂多钨硅酸盐异构体

三取代杂多钨硅酸盐SiW_9M_3O_(40)~(n-)有4种异构体,即A-α、A-β、B-α、B-β型。α和β异构体的定向合成条件成熟且性质研究也较深入,故容易鉴别。A和B异构体则不易区分。我们合成了α和β-M_aH_b[SiW_9Fe_3(H_2O)_3O_(37)]·xH_2O(M=K~+,Me_4N~+,Et_4N~++Na~+,Bu_4N~+;a+b=7),测定了四乙基铵钠盐的Mssbauer谱、X射线光电子能谱和磁矩,确定了异构体中Fe的位置以及杂多阴离子的异构类型。     

α-Keggin结构钼硅四电子杂多蓝的量子化学研究

采用半经验的INDO法,首次完成了α-Keggin 结构钼硅四电子杂多蓝K~ 3H~ 5[Simo^v~4-Mo^Ⅵ~8O~4~0].12H~2O量子化学计算,获得102个成键轨道和68 个反键轨道,轨道能级,键序及电荷等数据,证明了杂多酸盐还原产物杂多蓝,还原后Keggin结构阴离子中各原子上电子云密度重新分配,产生一定程度的结构畸变, 但仍保持α-Keggin结构,最高占据轨道由组成分子的各原子轨道组成,其中的桥氧(O~b'O~c)成分较多,表明O~b'O~c为分子中的主要化学活性点HOMO和LUMO为负值, 表明仍可进一步接受电子生成四电子以上的杂多蓝,Muliken分析进一步证明了还原钼原子的位置.     

钨硅铁杂多酸盐的Mossbauer谱研究

首次测定了K_5SiFe(H_2O)W_(11)O_(39)·21H_2O和它的二聚体K_(12)O(SiFeW_(11)O_(39))_2·22H_2O的Mossbauer谱,并结合磁化率、XPS和红外光谱,证实了二聚体中Fe—O—Fe桥键含有d-pπ键,推测其阴离子结构为[SiW_(11)O_(39)FeOFeO_(39)W_(11)Si]~(12-).     

杂多阴离子的相转移化学 Ⅰ.取代的Keggin及Dawson结构杂多阴离子在非极性溶剂中的溶剂化行为研究

利用四庚基溴化铵将Keggin结构的杂多阴离子ZW~1~1O~3~9M(H~2O)^n^-(Z=Si,Ge,P,M=Ni^2^+,Cu^2^+,Cr^3^+,Co^2^+,n=4～6)和Dawson结构的杂多阴离子P~2W~1~7O~6~1M(H~2O)^n^-(M=Ni^2^+,Cu^2^+,Cr^3^+,Co^2^+,n=7,8) 从水溶液中转移至非极性溶剂(苯或甲苯)中,并观察到在水溶液中难以进行的配位水的脱去反应,形成配位不饱和的杂多阴离子.当加入Lewis碱如丙酮,吡啶等,可迅速恢复饱和配位,其电子吸收光谱也相应变化,基本恢复到配位饱和时的数值,有ESR信号.实验表明,在非极性溶剂中,配体之间相互进行的取代反应,吡啶的配位能力最强, 发生了取代反应ZW~1~1O~3~9M(L)^n^-+Py→ZW~1~1O~3~9M(Py)^n^-+L(L=丙酮,乙腈等).同时我们也研究了温度,杂多阴离子浓度,惰性气体流量对杂多阴离子在非极性溶剂中的溶剂化行为的影响,得到了相转移的一般规律,为杂多阴离子在非极性溶剂中的催化研究提供了理论依据     

过渡元素杂多钨硅酸盐氧化还原性质的研究

本文通过极谱和循环伏安法,结合紫外光谱和X射线光电子能谱,研究了过渡元素钨硅杂多酸盐Kn[SiM(H2O)W11O39](M=Mn^2^+,Fe^3^+,Co^2^+,Ni^2^+,Zn^2^+,Cd^2^+)在溶液中的氧化还原性质,提出了它们的还原机理.杂多阴离子的极谱半波还原电位E1/2的顺序为Ni^2^+>Co^2^+>Zn^2^+>Fe^2^+>Mn^2^+,发现杂多阴离子的E1/2与其组分中的过渡元素的电负性X和过渡金属离子与水合电子反应速率常数的对数logke-分别有线性关系,讨论了过渡元素对杂多阴离子氧化还原性的影响.     

杂多阴离子的相转移化学 Ⅰ.取代的Keggin及Dawson结构杂多阴离子在非极性溶剂中的溶剂化行为研究

利用四庚基溴化铵将Keggin结构的杂多阴离子ZW_(11)O_(39)M(H_2O)~(n-)(Z=Si,Ge,P;M=Ni~(2 ),C~(2 ),Cr~(3 ),Co~(2 );n=4～6)和Dawson结构的杂多阴离子P_2W_(17)O_(61)M(H_2O)~(n-)(M=Ni~(2 ),Cu~(2 ),Cr~(3 ),Co~(2 );n=7,8)从水溶液中转移至非极性溶剂(苯或甲苯)中,并观察到在水溶液中难以进行的配位水的脱去反应,形成配位不饱和的杂多阴离子.当加入Lewis碱如丙酮、吡啶等,可迅速恢复饱和配位,其电子吸收光谱也相应变化,基本恢复到配位饱和时的数值,有ESR信号.实验表明,在非极性溶剂中,配体之间相互进行的取代反应,吡啶配位能力最强,发生了取代反应ZW_(11)O_(39)M(L)~(n-) Py→ZW_(11)O_(39)M(Py)~(n-) L(L=丙酮、乙腈等).同时我们也研究了温度、杂多阴离子浓度、惰性气体流量对杂多阴离子在非极性溶剂中的溶剂化行为的影响,得到了相转移的一般规律,为杂多阴离子在非极性溶剂中的催化研究提供了理论依据.     

Keggin结构和Dawson结构杂多酸(盐)及其衍生物的氧化还原性质研究

本文系统研究了Keggin结构和Dawson结构两大系列几十个杂多酸(盐)及其钒和稀土衍生物LnHSiMo_(12),SiMo_(12-n)V_n,M_(1.5)PMo_(12),PMo(12-n)V_n,PW_(12-n)V_n,Ln(PMon_(11))_2,Sm(XMon_(11))_2和P_2Mo_(13-n)V_n等在溶液中的氧化还原性质,得到了它们的氧化序。发现Keggin结构杂多阴离子及其稀土衍生物还原电势与nq~2线性相关(n,q分别为中心离子的主量子数和电荷)。根据静电模型对两大系列杂多化合物的氧化还原规律性给予了合理说明。     

双2:17钼磷系列稀土杂多蓝的合成和性质研究

首次合成和离析了八种以缺位型Dawson结构钼磷杂多阴离子为配体的稀土杂多蓝K_(17)H_2[Ln-(P_2Mo_(17)O_(61))_2]·nH_2O和K_(17)H_4[Ln(P_2Mo_(17)O_(61))_2]·nH_2O(Ln=La,Pr,Sm,Yb).通过元素分析、电位滴定、红外光谱、紫外光谱、极谱、循环伏安、X射线光电子能谱、热重-差热分析和电子顺磁共振对杂多蓝进行了表征.实验结果表明,杂多阴离子还原为杂多蓝后,性质发生了某些变化,但结构基本不变,配体P_2Mo_(17)O_(61)~(10-)仍为a_2型.