纳米晶室温分子磁体K~0~.~4~5V~1~.~1~2^ⅡV~0~.~1~9^Ⅲ [Cr(CN)~6](SO~4) ~0~.~1~3·4.34H~2O: 亚铁磁长程有序与 自旋玻璃态共存

用VSO_4·2.5H_2O与K_3[Cr(CN)_6·2.5H_2O反应,合成了一个结晶的普鲁士蓝类室温分子磁体K_(0.45)V_(1.12)~ⅡV_(0.19~-)~Ⅲ[Cr(CN)_6(SO_4)_(0.13)·4.34H_2O,对其结构和磁性进行了研究.主要结果如下:XRD数据表明,该化合物具有类普鲁士蓝的面心立方结构,a=1.178nm.由半峰宽估算的晶粒的平均粒径约为5nm.化合物的T_C为34OK,矫顽力H_C在40～310K范围基本保持在5～6 Oe,1.83K时增至120 Oe.化合物具有较好的空气稳定性,空气中放置10d后T_C仍为340K,矫顽力H_C稍有增加.与已报道的同体系的另几个室温磁体比较,其显著的特点是,亚铁磁长程有序相与自旋玻璃态共存,自旋玻璃行为由频率依赖的交流磁化率所证实.     

纳米晶室温分子磁体K0.45VⅡ1.12VⅢ0.19[Cr(CN)6](SO4)0.13·4.34H2O--亚铁磁长程有序与自旋玻璃态共存

用VSO4·2.5H2O与K3[Cr(CN)6]·2.5H2O反应,合成了一个结晶的普鲁士蓝类室温分子磁体K0.45VⅡ1.12VⅢ0.19[Cr(CN)6](SO4)0 13·4.34H2O,对其结构和磁性进行了研究.主要结果如下:XRD数据表明,该化合物具有类普鲁士蓝的面心立方结构,a=1.178 nm.由半峰宽估算的晶粒的平均粒径约为5 nm.化合物的Tc为340 K,矫顽力HC在40～310 K范围基本保持在5～6 Oe,1.83 K时增至120 Oe.化合物具有较好的空气稳定性,空气中放置10 d后Tc仍为340 K,矫顽力Hc稍有增加.与已报道的同体系的另几个室温磁体比较,其显著的特点是,亚铁磁长程有序相与自旋玻璃态共存,自旋玻璃行为由频率依赖的交流磁化率所证实.     

[Cu(C~1~2H~8N~2)(H~2O)(C~4H~4O~4)]·2H~2O的合成和晶 体结构

将适量邻菲啰啉、丁二酸和CuCl~2·2H~2o(摩尔比=1:1)溶于水和甲醇的混合溶剂[V(水):V(甲醇)=1:1]后,滴加NaOH溶液至pH=4.8。滤去沉淀物后,滤液于室温下缓慢蒸发得蓝色细长[Cu(C~1~2H~8N~2)(H~2O)(C~4H~4O~4)]·2H~2O晶体。晶体属三斜晶系,P1(No.2)空间群。晶胞参数a=0.7462(1)nm,b=(0.9959)1nm,c=1.2266(1)nm,α=75.02(1)°,β=82.38(1)°,γ=74.76(1)°,V=0.8475(2)nm^3,Z=2,D~c=1.622g·cm^3,F(000)=426.3882个独立衍射点中,2789个可观测点满足F~0^2≥2σ(F~0^2),R=0.0450,wR^2=0.0951。配合物内每个Cu与邻菲啰啉螯合配体中的2个N原子、来自不同羧酸根的2个羧基O和1个水分子O原子配位,形成扭曲的四方锥体,其中一羧基O位于锥顶[d(Cu－N)=0.2006(3),0.2032(3)nm;赤道d(Cu－O)=0.1972(2),0.1973(2)nm;轴向d(Cu－O)=0.2210(2)nm]。双齿桥联丁二酸根连接Cu原子形成平行于[100]方向的多聚超分子链^1~∞[Cu(phen)~2(H~2O)·(C~4H~4O~4)~2~/~2]~2。芳环堆积间距交替为0.366nm和0.380nm。未配位的H~2O分子位于超分子双链之间。     

混合配合物[Cu~0~.~5Mn~0~.~5(phen)~2Cl]OH.3H~2O的合成与晶 体结构

报道了混合配合物[Cu~0~.~5Mn~0~.~5(phen)~2Cl]OH.3H~2O的合成、表征和晶体结构分析。该晶体属单斜晶系,具有C2/c空间群,a=2.3321(5),b=3.0295(6),c=0.7492(1)nm,β=97.85(3)ⅲ,V=5.244(3)nm^3,Z=8,Dc=1.516g/cm^3,F(000)=1244,R=0.066,Rw=0.068。该化合物含[Cu(phen)~2Cl]^+和[Mn(phen)~2Cl]^+阳离子,它们以金属离子各50%的几率在晶胞中无序排列。晶胞中分两层排布8个这样的阳离子单元;水分子和OH^-离子分布其中。     

C~4~0, C~4~0^+, Nb@C~4~0^+, NbC~3~9^+, Nb@C~4~0H~4^+的 量子化学研究

用量子化学从头计算方法研究了C~4~0,C~4~0^+,Nb@C~4~0^+,NbC~3~9^+,Nb@C~4~0H~4^+的几何构型、电子结构和C~2~8一样,C~4~0(T~d)基态也为^5A~2态,笼骨架上具有四个悬挂键。计算结果表明C~4~0和C~4~0^+比NbC~3~9^+和Nb@C~4~0^+稳定,与实验结果一致。     

C~4~0, C~4~0^+, Nb@C~4~0^+, NbC~3~9^+, Nb@C~4~0H~4^+的 量子化学研究

用量子化学从头计算方法研究了C~4~0,C~4~0^+,Nb@C~4~0^+,NbC~3~9^+,Nb@C~4~0H~4^+的几何构型、电子结构和C~2~8一样,C~4~0(T~d)基态也为^5A~2态,笼骨架上具有四个悬挂键。计算结果表明C~4~0和C~4~0^+比NbC~3~9^+和Nb@C~4~0^+稳定,与实验结果一致。     

{[(K·TPPO·DB~1~8C~6)~2(C~4H~8O~2)](HgI~3)~2}·3C~4H~8O~2单晶的合成、性质和结构表征

用二苯并-18-冠-6(DB18C6)和三苯基氧化膦(TPPO)的三氯甲烷溶液从KI介质中萃取Hg(Ⅱ), 先制得固体协萃配合物, 在二氧六环(C~4H~8O~2)中重结晶得标题物单晶, 对单晶进行了熔点测定、热重和红外光谱分析, 测定了结构。晶体属P1空间群, 晶胞参数a=1.4211(2), b=1.4488(4), c=1.4934(4)nm; α=113.61(2),β=110.78(1), γ=87.29(2)°。晶体中每个K与一个DB18C6上的六个O和一个TPPO上的一个O配位的同时, 每两个K还与一个C~4H~8O~2上的两个O配位, 桥连成中心对称的二聚[(K·TPPO·DB18C6)~2(C~4H~8O~2)]^2^+配阳离子; 每两个Hg通过两个I桥连成二聚[HgI~3]~2^2^-配阴离子; 阴阳离子相间排列。另外三个C~4H~8O~2分子填充于晶格间隙中。     

固相配位化学反应研究XXXIV. 室温下六氰合铁(II)及(III)酸钾 的固相酸碱反 应

本文研究了室温时K~3Fe(CN)~6,K~4Fe(CN)~6在酸碱条件下发生的固相配位化学反应。结果表明:K~3Fe(CN)~6与NaBH~4固相混合物室温下不反应,但加入固体氢氧化钠后,K~3Fe(CN)~6与NaBH~4的固相氧化还原反应在室温下很容易进行。K~4Fe(CN)~6与K~2S~2O~8的固相氧化还原反应在室温下能顺利进行,但当固体KOH存在时,反应明显受到抑制。K~3Fe(CN)~6与K~2C~2O~4.H~2O室温下无反应,但与H~2C~2O~4.2H~2O在室温时即发生固相取代反应。     

一维链状氰根桥联配合物 [Sm(DMA)~2(H~2O)~4Fe(CN)~6·5H~2O]~n的合成和晶 体结构

以K~3Fe(CN)~6,N,N-二甲基乙酰胺和Sm(NO~3)~3·6H~2O合成了标题配合物[Sm(DMA)~2(H~2O)~4Fe(CN)~6·5H~2O]~n,并通过元素分析,红外光谱进行了表征。利用单晶X射线四圆衍射法测定了晶体结构,结果表明晶体属斜晶系,P2~1/c空间群,晶胞参数a=1.02744(4)nm,b=1.6732(2)nm,c=1.7323(2)nm,β=97.385(3)°,Z=4,R~1=0.0412。     

锂离子二次电池正极材料 Li~0~.~7~5Na~0~.~2~5MnO~1~.~9~2I~0~.~0~8化合物 的合成与表征

采用LiOH·H~2O为锂源,化学纯MnO~2(CMD)为锰源,NaI为添加剂,乙腈为非水介质,在常温常压下合成了锂离子二次电池正极材料Li~0~.~7~5Na~0~.~2~5MnO~1~.~9~2I~0~.~0~8化合物,并采用XRD,BET,TEM及电化学测试等手段对该化合物进行了表征。结果表明该化合物原料呈非晶态超细粉末,平均粒径在45～60nm之间,具有较大的比表面积(35～48m^2/g)。经260℃真空干燥后,样品转化为纳米晶态,以该化合物作正极材料与Li作对电极构成的锂电池,在1.5～4.3V之间和0.353mA/cm^2条件下恒流充放电,首次充放电比容量超过280(mA·h)/g。充放电效率大于95％。循环20次后,其充放电比容量仍大于260(mA·h)/g,是很有应用前景的锂离子二次电池正极材料。     

trans-[(en)~2(NO~2)Co(O~2CC~5H~5N)]^2^+/Fe(Ⅱ)间电子转移反应动力学及机理研究

合成了新型Co(Ⅲ)配合物trans-[(en)~2(NO~2)Co(O~2CC~5H~5N)](ClO~4)~2, 并通过紫外可见光谱、红外光谱、元素分析和X射线单晶衍射分析进行了表征。同时分别以[Fe(CN)~6]^4^-和[Fe(CN)~5(H~2O)]^3^-作为还原剂, 考察了该配合物被还原的反应动力学行为。结果表明两反应体系分别按外配位界机理和内配位界机理进行电子传递。在25℃, Ⅰ=0.5mol·L^-^1,trans-[(en)~2(NO~2)Co(O~2CC~5H~5N)]^2^+/[Fe(CN)~6]^4^-反应体系的前驱配合物离子对形成常数Q~i~p=29mol^-^1·L, 电子转移速率常数k~e~t=2.4×10^-^4s^-^1,电子转移过程的活化焓△H^≠~e~t和活化熵△S^≠~e~t分别为1.2×10^2kJ·mol^-^1和5.0×10^2J·mol^-^1·K^-^1。在40℃, pH=8.0, Ⅰ=0.1mol·L^-^1,trans-[(en)~2(NO~2)Co(O~2CC~5H~4N)]^2^+/[Fe(CN)~5(H~2O)]^3^-反应体系前驱双核配合物分子内电子转移速率常数为7.0×10^-^5s^-^1。最后讨论了分子轨道对称性, 两金属中心氧化还原电势差等因素对电子转移速率的影响。     

固相配位化学反应研究XXXIV. 室温下六氰合铁(II)及(III)酸钾 的固相酸碱反 应

本文研究了室温时K~3Fe(CN)~6,K~4Fe(CN)~6在酸碱条件下发生的固相配位化学反应。结果表明:K~3Fe(CN)~6与NaBH~4固相混合物室温下不反应,但加入固体氢氧化钠后,K~3Fe(CN)~6与NaBH~4的固相氧化还原反应在室温下很容易进行。K~4Fe(CN)~6与K~2S~2O~8的固相氧化还原反应在室温下能顺利进行,但当固体KOH存在时,反应明显受到抑制。K~3Fe(CN)~6与K~2C~2O~4.H~2O室温下无反应,但与H~2C~2O~4.2H~2O在室温时即发生固相取代反应。     

Mo~2S~4[S~2CNC~4H~8]~2的合成、结构表征及其与Cu^+,Ni^2+的反应

由(NH~4)~2Mo~2S~12H~2O和(NH~4)(S~2CNC~4H~8)在PPh~3参与反应下,获得Mo~2S~4(S~2CNC~4H~8)~2化合物,对此二核钼簇合物进行了红外、电子光谱、电化学及单晶X射线结构表征,并尝试与多种金属化合物进行[2+1]反应,从反应产物的晶体结构分析发现了包括金属夺取端基S^2-形成Mo~2O~2S~2(S~2CNC~4H~8)~2化合物,Cu^+被氧化并夺取配体(S~2CNC~4H~8)^-形成Cu(S~2CNC~4H~8)~2以及Mo(V)还原为Mo(IV),S^2-氧化为(S~2)^2-而形成Mo~3(μ~3-S)(μ-S~2)~3[S~2CNC~4H~8]~3.     

(η^5-C~5H~5)~3Ln.OC~4H~8(Ln=Ce,Er)的合成及晶体结构

用无水硝酸铈铵[(NH~4)~2Ce(NO~3)~6]与环戊二烯钠(C~5H~5Na)在四氢呋喃中1:6摩尔比反应, 得到(η^5-C~5H~5)~3Ce.OC~4H~8; 用ErCl~3.nTHF与环辛二烯钾(C~8H~11K)按等摩尔比于-78℃反应, 升至室温, 再按1:2摩尔比加入C~5H~5Na, 得到了(η^5-C~5H~5)~3Er.OC~4H~8。两配合物晶体结构测定结果表明都属单斜晶系P2~1/n空间群。Ce配合物与已测定过的(η^5-C~5H~5)~3Ln.OC~4H~8(Ln=La, Pr,Nd, Gd, Dy, Y, Lu)的晶体结构不是同构物; 而Er配合则是同构物。Ce配合物中的Ce-O、Ce-Cent(环戊二烯环中心)和平均Ce-C(η^5)键长不符合镧系收缩规律, 而Er配合物的键长符合。这说明在(η^5-C~5H~5)~3Ln.OC~4H~8同构系列中的Ce和Dy有两个断点, 但不存在所谓的“钆断现象”, 因为Y, Er, Lu配合物的Ln-O和Ln-C(η^5)和Ln-Centroid距离不大于Gd的相应值。     

三硫氰酸根三乙二胺合镉(II)钾(I)的晶体结构

含钾和二价金属离子的双金属硫氰酸根配合物的晶体结构研究已有一些报道。在K~2Pb(SCN)~4^[^1^]和K~2Cd(SCN)~4.2H~2O^[^2^]这两个化合物中,晶体结构都是由K^+和M(SCN)~4^2-组成。本文报道了Cd(en)~3K(NCS)~3的晶体结构,其基本构型与上述两个化合物有显著的不同(en为乙二胺)。     

一个新型分子铁磁体: 氰根桥联的铜(II)-铁(III)配合物

合成和表征了一个新的分子磁体,氰根桥联的杂化型异金属配合物[Cu(en)]~3[Fe(CN)~6]~2.3H~O(en为乙二胺)。变温磁化率、零场冷却磁化强度(ZFCM)、场冷却磁化强度(FCM)和磁滞回线测量表明铜铁离子间存在着铁磁性相互作用,其铁磁相变温度为T~c=11.0K,矫顽力为20×10^-^4T,剩磁为1.70×10^-^1cm^3.mol^-^1.T。该化合物为杂化型铜(II)-铁(III)普鲁士蓝类中具有铁磁相变温度的首例。     

一个新的超大铈锑钨酸盐阴离子Ce~3Sb~4W~2O~8(H~2O)~1~0(SbW~9O~3~3)^1^9^-~4

合成了一超大铈锑钨酸盐[Ce~3Sb~4W~2O~8(H~2O)~1~0(SbW~9O~3~3)~4](NH~4)~1~9.48H~2O,用X射线单晶衍射法及元素分析确定了其结构。其晶胞参数为：a=1.8908(6)nm,b=2.0032(14)nm,c=2.8653(12)nm,α=86.95(6)°,β=75.68(3)°,γ=67.52(5)°,V=9.706(9)nm^3,空间群P1。在杂多阴离子Ce~3Sb~4W~2O~8(H~2O)~1~0(SbW~9O~3~3)^1^9^-~4中,四个β-B-(SbW~9O~3~3)^9^-是通过一个大的中心集团[Ce~3Sb~4W~2O~8(H~2O)~1~0]^1^7^+连接起来的,中心集团中含有两个桥连{WO~2(H~2O)}基,三个Ce(Ⅲ)离子和一个{Sb~4O~4}基团。三个Ce(Ⅲ)离子的配位数均为9,Ce(1)和Ce(3)的配位环境相同,但不同于Ce(2)的配位环境,四个{SbW~9O~3~3}中的三个参与了向Ce(Ⅲ)的配位。两个{SbW~9O~3~3}中的四个氧,三个水分子中的三个氧,{Sb~4O~4}中的一个氧及一个桥连{WO~2(H~2O)}中的一个氧向Ce(1)[或Ce(3)]配位;两个{SbW~9O~3~3}中的四个氧,两个水分子中的两个氧,{Sb~4O~4}中的一个氧及两个桥连{WO~2(H~2O)}中的两个氧向Ce(2)配位。在{Sb~4O~4}中,四个Sb原子的中心构成了一四面体。该离子属C~s点群,Sb(5),Sb(8)和Ce(2)所在的平面是其对称面。     

锂离子二次电池正极材料 Li~0~.~7~5Na~0~.~2~5MnO~1~.~9~2I~0~.~0~8化合物 的合成与表征

采用LiOH·H~2O为锂源,化学纯MnO~2(CMD)为锰源,NaI为添加剂,乙腈为非水介质,在常温常压下合成了锂离子二次电池正极材料Li~0~.~7~5Na~0~.~2~5MnO~1~.~9~2I~0~.~0~8化合物,并采用XRD,BET,TEM及电化学测试等手段对该化合物进行了表征。结果表明该化合物原料呈非晶态超细粉末,平均粒径在45～60nm之间,具有较大的比表面积(35～48m^2/g)。经260℃真空干燥后,样品转化为纳米晶态,以该化合物作正极材料与Li作对电极构成的锂电池,在1.5～4.3V之间和0.353mA/cm^2条件下恒流充放电,首次充放电比容量超过280(mA·h)/g。充放电效率大于95％。循环20次后,其充放电比容量仍大于260(mA·h)/g,是很有应用前景的锂离子二次电池正极材料。     

钌铁双核配合物的合成及猝灭[Ru(bpy)~3]^2^+发光过程研究

合成了含二氮芴和联吡啶等配体的一系列新型钌铁双核配合物:[(C~1~0H~6N~2)C=N-N=CR-Fc)Ru(bpy)~2]·(PF~6)~2,[(C~1~0H~6N~2)C=N--C~6H~4-N=CR-Fc)Ru(bpy)~2]·(PF~6)~2,[(C~1~0H~6N~2)C=N-C~6H~4-C~6H~4-N=CR-Fc)Ru(bpy)~2]·(PF~6)~2,并对其进行了光谱表征,通过对该类配合物的循环伏安和发光光谱研究,讨论其激发态的氧化还原性和对[Ru(bpy)~3]^2^+发光过程的猝灭作用.研究表明猝灭过程为扩散控制的双分子交换能量传递     

一个新型分子铁磁体: 氰根桥联的铜(II)-铁(III)配合物

合成和表征了一个新的分子磁体,氰根桥联的杂化型异金属配合物[Cu(en)]~3[Fe(CN)~6]~2.3H~O(en为乙二胺)。变温磁化率、零场冷却磁化强度(ZFCM)、场冷却磁化强度(FCM)和磁滞回线测量表明铜铁离子间存在着铁磁性相互作用,其铁磁相变温度为T~c=11.0K,矫顽力为20×10^-^4T,剩磁为1.70×10^-^1cm^3.mol^-^1.T。该化合物为杂化型铜(II)-铁(III)普鲁士蓝类中具有铁磁相变温度的首例。